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8 Follo* Tiristores i por facuamilcarel 06 de mayo 2012
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%3 ELEC&R>NIC DE P>&ENCI &IRIS&>RES Características = Principios de Funcionamiento ntonio Nache? 1'1(/1/ ELEC&R>NIC IV1'3(/3/ Electr6nica IV /3 / (3 INDICE%31 Introducci6n/31 Principio de Funcionamiento(31 Estados del &iristor(3%31 Estado de 0lo@ueo(3/31 Encendido(3(31 Estado de Conducci6n(3'31 pagado'31 Curvas características = datos de manuales'3%31 Estado de blo@ueo
directo'3/31 Estado de conducci6n'3(31 Estado de blo@ueo inverso'3'31 Condiciones de Encendido$31 Control de Potencia$3%31 Regulaci6n de Potencia de Corriente lterna por control de 5ase$3/31 Regulaci6n de Potencia de Corriente lterna por conmutaci6n en 5ase cero-31 El tiristor durante la conmutaci6n 1 Características din:micas-3%31 &iempos de encendido-3/31 &iempos de apagado,31 Disipaci6n de Potencia,3% Potencia disipada durante la conmutaci6n,3/ Potencia disipada en rAgimen estacionario)31 Límite de 5recuencia+31 Características de Control+3%31 Disparo con C3C3+3/31 Disparo con C3+3(31 Disparo por impulso 2nico o tren de impulsosB o de ondas de alta 5recuencia3%.31 &RICS%.3%31 Introducci6n3%.3/31 Características del &RIC%%31 &>%%3%31 Introducci6n%%3/31 Estructura%%3(31 Principio de 5uncionamiento%%3'31 &> Re@uerimientos de disparo por ate%%3$31 &> Parametros caracteristicosRevisi6n /.%% ( • '3 ' • $3 %31 Introducci6nLos tiristores constitu=en una 5amilia de dispositivos @ue pueden tomar di5erentes nombres =característicasB pero donde todos los elementos @ue la componen se basan en el mismoprincipio de 5uncionamiento3 Constructivamente son dispositivos de ' capassemiconductoras N1P1N1P = cu=a principal di5erencia con otros dispositivos de potencia es@ue presentan un comportamiento biestable3 Su construcci6n se debe en su origen aeneral Electric en %+$, = la comerciali?aci6n general comien?a hacia %+-.3Los tiristores pueden tener /B ( o ' terminalesB = ser de conducci6n unilateral un solosentido o bilateral en ambos sentidos3 nte una seGal adecuada pasan de un estado deblo@ueo al de conducci6nB debido a un e5ecto de realimentaci6n positiva3 El pasaHe inversoBde conducci6n a blo@ueo se produce por la disminuci6n de la corriente principal por debaHode un umbral3 Funcionan como llavesB presentando dos estados posibles de 5uncionamiento No conducci6n abierto Conducci6n cerradoLa estructura base com2n consiste en m2ltiples capas P = N alternadasB pudiendo presentaralgunas variaciones en los distintos miembros de la 5amiliaB particulari?ando su5uncionamiento3 La carga es aplicada sobre las m2ltiples Hunturas = la corriente de disparoes in=ectada en una de ellas3Los tiristores pueden tomar muchas 5ormas = nombresB pero tienen en com2n @ue todosellos son llaves de estado s6lido capaces de blo@uear tensiones directas e inversas hasta elmomento @ue son disparados3 l dispararlos se convierten en dispositivos de baHaimpedanciaB conduciendo la corriente @ue 5iHe el circuito e;teriorB permaneciendoinde5inidamente en conducci6n mientras la corriente no disminu=a por debaHo de un ciertovalor3 na ve? disparado = establecida la corriente principalB la corriente de disparo puedeser removida sin alterar el estado de conducci6n del tiristor3 n:logamente una ve?recuperada la capacidad de blo@ueoB Asta se mantiene sin otro re@uisito hasta la ocurrenciade un nuevo disparo3Estas características trans5orman al tiristor en un elemento mu= 2til en aplicaciones decontrol3 Comparado con llaves mec:nicasB el tiristor tiene un elevado ciclo de servicio Huntocon relativamente mu= baHos tiempos de encendido = apagado3 Por ser dispositivos cu=o5uncionamiento se basa en dos tipos de portadoresB participan de las e;celentescaracterísticas de conducci6nB pero cono tiempos de conmutaci6n considerables3 Debido asu acci6n regenerativaB = baHa resistencia una ve? disparadoB los tiristores son mu= utili?adosen aplicaciones de control de potenciaB control de motores e inversores @ue impli@uen mu=elevadas corrientes = tensiones miles de amperes = voltios pero a 5recuencias baHas3Los dispositivos m:s conocidos de la 5amilia de los
tiristores para aplicaciones de potenciason SRC Silicon Controled Recti5iers &RICS &> ate &urn >55Los primeros son unidireccionales diseGados para conmutar cargas con corrientes en unsolo sentidoB cubriendo desde aplicaciones de mu= baHa potencia hasta las @ue re@uieren elcontrol de miles de voltios = amperes3 Los &RICS en cambioB son bidireccionales =permiten la circulaci6n de corriente en ambas direcciones para aplicaciones de baHapotencia3 FinalmenteB los &> ate &urn >55 al igual @ue los SCR son dispositivos de $ • -3 conducci6n unidireccional pero con la particularidad de poder ser apagados mediante unaseGal de compuerta3 Su uso se encuentra en aplicaciones de mu= elevada potenciaEn particularB el SCR Silicon Controlled Recti5ierB si bien es solo uno de los miembros de la5amilia de los tiristores es el mas caracteri?adoB por lo @ue se ha vuelto una costumbregenerali?ada denominarlos por el nombre de la 5amilia3 En consecuenciaB por lo generalB alutili?arse el tArmino tiristorB en realidad se suele hacer re5erencia a los SCRB = se los conoceinclusive así en el comercioB si bien en los manuales se lo ubica correctamente con elnombre de SCR3Los tiristores son elementos constructivamente robustosB = al igual @ue en todo dispositivode potenciaB en su utili?aci6n no deben ser superados los valores m:;imos permitidos por el5abricante3 Sin embargoB adem:s de las consideraciones habitualesB en los tiristores debentenerse en cuenta consideraciones particulares al estar destinados a ser usadose;clusivamente como llaves3 E;isten dos par:metros característicos de los tiristores @uedeben considerarse al momento de su aplicaci6nB = @ue no pueden ser e;cedidosB sina5ectar la duraci6n de su vida 2til o directamente destruirlos3 Estos par:metroscaracterísticos de los tiristores son la velocidad de crecimiento de la tensi6n en condicionesde blo@ueo dv#dt = el crecimiento de la corriente principal en el momento del encendidodi#dt3Para el encendido de los tiristoresB debe proveerse un pulso de disparo de la energía =rapide? su5iciente para lograr su r:pida = completa puesta en conducci6n3 En 5orma generalBla corriente de encendido debe ser al menos superior a tres veces la mínima especi5icadacon un pulso de tiempo de crecimiento menor a % microsegundo = duraci6n superior a los %.microsegundos3Para su apagadoB salvo los &> @ue pueden ser llevados del estado de conducci6n a cortemediante la in=ecci6n de una corriente negativa de compuertaB todos los restantesdispositivos de la 5amilia solo se apagan mediante la disminuci6n del su corriente por debaHodel valor de mantenimiento3La e;citaci6n puede provenir de distintos circuitos inclu=endo circuitos a transistoresBcircuitos integrados de 5amilias l6gicasB circuitos integrados especí5icos de control depotenciaB optoacopladoresB trans5ormadores de pulsosB u otros miembros de la 5amilia detiristores destinados a su disparo tales como Diac P& S0Sdem:s de los mencionadosB otro elemento de encendido de uso habitual es el &ransistorniHunturaB conocido por las siglas J& de su denominaci6n inglesaB niHunction &ransistor3Dada @ue su constituci6n = 5uncionamiento no se corresponden a la 5amilia de lostransistoresB el J& debe tratarse aparteB por 5uera de la 5amilia3 • ,3 /31 Principio de FuncionamientoLa estructura 5ísica base de los miembros de la 5amilia de los tiristores est: 5ormada porcuatro capas de semiconductores P = N como se ilustra en la Figura /3%B 5igura dondetambiAn se ha incluido el símbolo del SCR por ser el dispositivo mas representativo de la5amila33 1 nodo P/ J( N/ J/ P% 1 Compuerta J% N% K K 1 C:todo Figura /3%n tiristorB o con ma=or precisi6nB un SCR puede conducir solo cuando su :nodo es positivorespecto al c:todo3 Para pasar de la condici6n de corte a la de
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conducci6nB se re@uiereaplicar un pulso positivo de energía su5iciente en el terminal de compuerta3 9ientras no seprodu?ca el disparoB el SCR permanece en condiciones de blo@ueoB tanto con tensiones:nodo 1 c:todo positivas como negativas3 Con el :nodo positivo respecto al c:todoB el SCRBsi bien se encuentra habilitado a cambiar de estadoB no conduce = la tensi6n aplicada essoportada por la Huntura J/3 Cuando el :nodo es negativo respecto del c:todoB el SCR seencuentra en una condici6n inherente de no conducci6n = se mantiene así a2n e;cit:ndolo3La tensi6n inversa es soportada por las Hunturas J( = J% sin embargoB la tensi6n deavalancha de J% es pe@ueGa = consecuentemente es J( @uien soporta la tensi6n aplicada =limita la corriente inversa de 5uga3Para e;plicar el 5uncionamiento del SCRB se recurre a anali?ar un Msímil resultante dedesdoblar a las cuatro Hunturas de la 5igura /3% en dos transistores interconectados entre siBen con5iguraci6n de par complementarioB = presentando en consecuencia unarealimentaci6n positiva3 Este modeloB representado en la 5igura /3/B tiene valide? con el SCRblo@ueado antes del disparo = en el momento del encendido no vale cuando el SCR seencuentra conduciendo3 , )3 Ia P/ Ib/ N/ O/ n N/ Ic% P% p Ic/ Ign P% O% N% Igp Ib% K K I a b Figura /3/ Sin e;citaci6nB con IP Q IN Q .B planteando las ecuaciones de los transistores O% = O/ I C% Q % I 8 IC>% I C / Q / I 8 I C>/ I Q I K Q I C% 8 I C / I Q I K Q % I 8 / I 8 IC>% 8 I C>/La suma IC>%8 I C> / es en realidad una sola corriente de saturaci6n inversa IC @ue tienelugar en la Huntura central J/3Reempla?ando = despeHando I se obtiene %CI Q % T % 8 / En estado de blo@ueoB el valor de al5a de un transistor es mucho menor @ue la unidadB enconsecuencia % 8 / !! % = en consecuenciaB la corriente directa por el tiristorB I no esm:s @ue una corriente inversa de saturaci6n3Para @ue se estable?ca el estado de conducci6nB % 8 / % = entonces I in5inito =solamente es limitada por la carga en serie con el SCR3 ) +3 De igual maneraB en tArminos de la ganancia U se obtieneI C% Q U% I 0% 8 I C>% Q U% I C / 8 I C>% 8 I C>%I C / Q U / I 0 / 8 I C> / Q U / I C% 8 I C> / 8 I C>%I Q I C% 8 I C /Reempla?ando se obtiene % 8 U% % 8 U / I C>% 8 I C> / I Q % T U% U /En la ecuaci6n anterior si se toma en cuenta @ue %UQ = %8 U Q reempla?ando se obtiene la ecuaci6n anterior3 %T %TEn estado de blo@ueoB U!!% ?ona de corte de un transistor de silicio = en conducci6nBdurante la e;citaci6n del tiristorB U es un n2mero ma=or @ue la unidadB pero =a con U% U/ %el tiristor conduce con I in5inito3 mbas ecuaciones demuestran @ue el tiristor se puedeencontrar en uno de sus dos estados posibles = @ue para pasar del estado de corte al deconducci6nB se debe alcan?ar la condici6n de ganancia igual a uno3Si ahora se supone @ue ambas compuertas se encuentran e;citadasB es decir concirculaci6n de corrientes I 0 / Q I C% 8 I N I 0J Q I C / 8 I P I C% Q % I K 8 LC>% I C / Q / I 8 I C>/ I IK =a @ue es I 8 I P Q I K 8 I N I 0% Q I K % T % T I C>%IgualmenteI 0 / Q I % T / T I C> /I C% 8 IN Q I % T / T I C> /reempla?ando IC% % I K 8 I C>% 8 I N Q I % 1 / 1 I C>/DespeHando IK = reempla?ando % I 8 I P T I N 8 I C>% 8 I N Q I % 1 / 1 I C>/ + %.3 de donde % T % I N 8 % I P 8 I C>%8 I C>/I Q % T % 8 / La ecuaci6n anteriorB cuando no ha= e;citaci6n de compuerta @ueda reducida a la ecuaci6n=a deducida cuando esta corriente es nula3 La circulaci6n de estas corrientes produce elinicio de la conducci6n realimentada positivamenteB @ue al alcan?ar una ganancia igual aunoB lleva al tiristor a la condici6n de conducci6nB
aun@ue desapare?ca el pulso inicial3n pulso en P constitu=e el mAtodo m:s e5ectivo de encendidoB mientras @ue un pulso enN necesita de ma=or energía para encender al tiristorB debiendo aplicarse un pulso negativoentre dicha puerta = :nodo3 Normalmente solo se dispone de acceso a la compuertavinculada con la capa P%B a e;cepci6n de los dispositivos P& Programmable niHuntion&hiristors @ue utili?an la compuerta N3Cabe aclararB @ue si bien la in=ecci6n de portadores en la Huntura J% mediante una corrientepositiva en el terminal de compuerta es la 5orma adecuada de producir el cambio de estadodel tiristorB toda otra circunstancia @ue produ?ca un aumento de la corriente Ic; o de al5ahasta alcan?ar la condici6n de ganancia igual a la unidadB puede tambiAn producir laconmutaci6n del tiristor3 Estas otras 5ormasB @ue se anali?an posteriormenteB son por logeneral destructivas = no deben ser utili?adas como procedimiento de encendidoB salvo seae;plícitamente admitido por el 5abricante3 %. • %%3 (31 Estados del tiristor3n tiristor puede encontrarse en uno de los siguientes estados 0lo@ueado con polari?aci6n inversa 0lo@ueado con polari?aci6n directa3 Conducci6n3Se anali?an a continuaci6n cada uno de estos estados = sus conmutaciones3(3%31 Estado de 0lo@ueoLos tiristores permanecen inde5inidamente en la condici6n de blo@ueoB a menos @ue se lessuministre la adecuada energía al terminal de compuertaB estando el tiristor blo@ueado conpolari?aci6n directa3 E;citar a un tiristor con polari?aci6n inversa no produce ning2n cambiode estadoB con e;cepci6n de los &RICSB donde pulsos de cual@uier polaridad puedenproducir el pasaHe del estado de conducci6n al de corte sin importar la polaridad de latensi6n blo@ueada3(3/31 EncendidoCabe destacar @ue en los tiristoresB el pasaHe de corte a conducci6nB es irreversible por sunaturale?a de proceso de realimentaci6n positiva3 En ambientes elActricos ruidososB por lapresencia de inter5erencias electromagnAticas o debido a las capacidades par:sitase;istentes en toda Huntura inversamente polari?adaB puede producirse la su5iciente energíapara dar origen a disparos indeseados3 Los cambios de estado debidos a estos disparosindeseadosB generalmente producidos por perturbaciones transitoriasB producen el cambiopermanente del estado del tiristor3 Cambio de estadoB @ue al producirse en un momento nodeseado puede provocar el mal5uncionamiento o 5allas totales en el circuito donde seencuentra inserto el tiristor3 Para ello siempre deben tomarse todas las precaucionesnecesarias para evitarlos3 Deben preverse condiciones de montaHe tales como mantener losterminales de compuerta mu= cortos = tomar el retorno com2n directamente del c:todo3 Esde pr:ctica colocar capacidades del orden de los .B.% a .B% uF entre los terminales decompuerta = c:todo3 Este capacitor adicionalmente aumenta la capacidad de soportar dv#dtal 5ormar un divisor capacitivo con la capacidad :nodo compuerta3 En casos e;tremos debeconsiderarse la posibilidad de reali?ar un blindaHePara @ue un tiristor pase del estado de blo@ueo al de conducci6nB debe estar polari?adodirectamente = ser e;citado adecuadamente3 Seg2n lo visto en el punto anteriorB para @ueun tiristor condu?ca debe satis5acerse % 8 / 11" %3 Como en un transistor de silicioB suganancia de corriente crece con el aumento de la corriente IE3B esta condici6n puedeproducirse debido a diversas causasB siendo las m:s usuales las @ue se enumeran acontinuaci6n3 Por e5ecto transistor es el mAtodo de uso normal para provocar la conducci6n de los tiristores3 En la compuerta del tiristor base P del modelo de dos transistores se in=ectan portadores suplementarios a travAs de una seGal adecuadaB provocando el 5en6meno de cebado o encendido
del tiristor3 Por e5ecto 5otoelActrico la lu? puede cebar al tiristor al crear pares electr6n1hueco3 En este caso el tiristor tiene una ventana @ue deHa pasar los ra=os de lu? en la regi6n de la puerta3 Es un Fototiristor3 %% • %/3 mbos mAtodos mencionados son los utili?ados normalmente = el cambio de estado en eltiristor se produce dentro de los límites de operaci6n dados por los 5abricantesBgaranti?ando su vida 2til3 Sin embargoB e;isten otras causas @ue pueden provocar eldisparo del tiristor3 continuaci6n se enuncian las @ue pueden producir el disparoB peroprovocando generalmente un daGo parcial o permanente en el dispositivoB e;ceptuandoa@uellos casos @ue sea un mAtodo permitido para alg2n miembro en particular de la 5amiliade los tiristores3 Por &ensi6n Cuando aumenta la tensi6n :nodo1c:todo llega un momento en @ue la corriente de pArdida corriente inversa de saturaci6n I> toma un valor su5iciente para producir la avalanchaB estableciAndose la conducci6n del tiristor3 El disparo de un tiristor por superar su tensi6n de ruptura puede producir una elevada disipaci6n instant:nea de potencia de distribuci6n no uni5orme en el :rea del semiconductor3 Esta disipaci6n de potencia produce una elevaci6n e;cesiva de la temperatura @ue puede destruir al tiristor3 En operaci6n normal los tiristores no deben ser encendidos por este mAtodo3 En a@uellos miembros de la 5amilia preparados para este uso como los DiacsB se debe controlar el valor m:;imo de di#dt soportado Por derivada de tensi6n &oda Huntura tiene una capacidad asociada en consecuenciaB si la tensi6n @ue se aplica entre :nodo = c:todo es de crecimiento bruscoB la corriente a travAs de esta capacitor es iQC dv #dt3 Si esta corriente es su5icientemente elevadaB provoca la conducci6n del tiristor sin seGal de compuerta3 n tiristor puede tener un disparo no deseado si estando blo@ueado con polari?aci6n directaB el circuito en el cual opera lo somete a una variaci6n r:pida en su tensi6n positiva :nodo c:todo3 Como las 5ormas de las tensiones a las cuales se encuentran sometidos los dispositivos son una responsabilidad del diseGador de la aplicaci6nB siempre debe veri5icarse @ue nunca se supere la dv#dt dada por el 5abricante3 El valor de este par:metro no es un m:;imo absoluto sino @ue depende de la temperatura = de la tensi6n directa aplicada3 Por eH un mismo tiristor @ue debe blo@uear una tensi6n directa de $.. V presenta una dv#dt de $. V#nsegB mientras @ue si opera a (.. VB el valor de dv#dt se duplica3 Para proteger a los tiristores ante disparos espurios por esta causaB circuitos denominados Msnubbers deben ser utili?ados3 Consisten en circuitos RC o RCD @ue limitan la velocidad de variaci6n de la tensi6n :nodo c:todo3 Estos mismos circuitos @ue protegen ante dv#dt suelen ser 2tiles para proteger ante transitorios3 &ambiAn pueden incluirse circuitos limitadores basados en ?eners3 En a@uellas aplicaciones donde se esperen transitorios deben elegirse dispositivos de tensi6n de ruptura = dv#dt adecuados para soportarlos3 Por temperatura La corriente inversa de saturaci6n de una HunturaB apro;imadamente se duplica cada %.W C de aumento de su temperatura3 Cuando esta corriente alcan?a un cierto valorB se establece la conducci6n del tiristor3 dicionalmenteB la operaci6n a temperaturas elevadas reduce la habilidad del tiristor de soportar elevadas dv#dt debido al aumento de la sensibilidad de disparo3 %/ • %(3 (3(31 Estado de Conducci6nEl tiristor es un dispositivo de control de tensi6n = no de corriente3 na ve? en conducci6nB lamagnitud de corriente a circular por el mismo la 5iHa el circuito e;terior3Para @ue una ve? encendido el tiristor se mantenga en el estado de conducci6n al eliminarsela corriente de disparo de compuertaB se re@uiere @ue la corriente principal sea losu5icientemente elevada3
El menor valor de corriente de :nodo @ue debe establecerse antesde eliminar la corriente de compuerta se denomina corriente de cerroHo o de latch3 9antenerel valor de la corriente :nodo por encima de este valor es el 2nico re@uerimiento para @ue eltiristor permane?ca conduciendo una ve? retirada la corriente de compuerta3(3'31 pagadoLa 2nica 5orma de apagar a cual@uier tiristorB con e;cepci6n de los &>B es reducir lacorriente de :nodo por debaHo del valor de la corriente de mantenimiento o de hold3 PordebaHo de esta corriente se produce una realimentaci6n positiva @ue lleva a ambostransistores al corte3 Debe recordarse @ue el modelo es solo v:lido para el tiristor apagado =en el momento del encendido o corte3Del modelo parecería @ue cortocircuitar a la compuerta sería su5iciente para iniciar esteprocesoB pero en la estructura real de un SCR el :rea de compuerta es solo una porci6n del:rea de c:todo = solo una mu= pe@ueGa porci6n de la corriente es derivada por este corto3Solo mediante una reducci6n de la corriente principal por debaHo de la mencionada corrientede mantenimiento se asegura el comien?o de la acci6n regenerativa @ue lleva a ambostransistores del modelo al corte3&anto la corriente de mantenimiento o de holdB como la antes mencionada corriente decerroHo o de latchB no son tampoco valores absolutos de los miembros de la 5amilia de lostiristoresB sino @ue se encuentran a5ectadas por la temperatura = por la impedancia decompuerta3 &ensiones inversas de compuerta tambiAn incrementan marcadamente losvalores de ambas corrientes3 Por el contrario valores positivos reducen estos valores 5rentea los suministrados en las hoHas de datos =a @ue los mismos se dan generalmente para elterminal de compuerta abiertodicionalmenteB en el proceso de 5abricaci6n de tiristores realesB se utili?a un diseGodenominado Mshorted emitterB donde una resistencia es agregada entre las ?onas decompuerta = de c:todo3 La presencia de esta resistenciaB al derivar corriente de lacompuertaB produce un incremento en la corriente necesaria para producir el disparoB asícomo de la corriente de latch = de la de mantenimiento3 La principal ra?6n para incluir estaresistencia es meHorar la per5ormance din:mica a altas temperaturas3 Sin esta resistencia deshunt la corriente de pArdidas presente en la ma=oría de los tiristores de alta corrienteiniciaría por si solo el encendido a altas temperaturas3&iristores de alta sensibilidad emplean un valor elevado de resistencia derivadora o bien nola inclu=en3 En consecuencia sus características se ven radicalmente alteradas por lapresencia de resistencias e;teriores3 En cambio en tiristores del tipo Mshorted emitter lapresencia de una resistencia e;terior pr:cticamente no tiene e5ecto3La temperatura de las Hunturas es el 5actor @ue mas a5ecta las características de lostiristores3 &emperaturas elevadas 5acilitan su disparo = el mantenimiento de la conducci6n3En consecuencia en el diseGo de los circuitos de disparo debe preverse su correcto5uncionamiento a la menor temperatura de operaci6nB mientras @ue los circuitos %( • %'3 relacionados al apagado o a prevenir 5alsos disparos deben diseGarse para su correcto5uncionamiento a la ma=or temperatura esperable3Las especi5icaciones de los tiristores est:n dadas generalmente a una temperatura dec:psula determinada = con condiciones de operaci6n elActricas donde la disipaci6n es losu5icientemente baHa como para asegurar @ue la temperatura de Huntura no di5ieresigni5icativamente de la de la c:psula3 Es responsabilidad del diseGador considerar loscambios en las características causadas por una operaci6n distinta de la especi5icada en lascaracterísticas3 %' • %$3 '31 Curvas características = datos de manualesEn la 5igura '3% se representa la curva característica de un tiristor SCR en la @ue seaprecia la polari?aci6n
directa e inversa de la tensi6n :nodo1c:todo VKB con sus cuatroregiones respectivas3 Para el primer cuadrante se han incluido dos gr:5icasB lascorrespondientes a una baHa corriente de gate = a corriente nula3 En estado de conducci6ndirectaB la característica se asemeHa a una resistencia de baHo valorB mientras @ue conpolari?aci6n inversaB una eventual conducci6n daría lugar a la destrucci6n del tiristor en laregi6n de avalancha por tensi6n e;cesiva3 Caída directa Conducci6n Característica &ensi6n de ruptura de conducci6n directa sin corriente &ensi6n de gate de ruptura Inversa Característica de blo@ueo Corriente directo Inversa IX IL Característica Corriente de pArdidas en de blo@ueo &ensi6n de ruptura blo@ueo directo inverso directa con baHa corriente de gate Figura '3%Se inclu=en a continuaci6n los par:metros mas signi5icativosB respetando los subíndices F For*ard Directo R Reverse InversoEn todos los casosB para asegurar su vida 2til = una correcta operaci6nB es indispensable nosuperar los valores m:;imos suministrados por el 5abricante3 %$ • %-3 '3%31 Estado de blo@ueo directoV0> &ensi6n a la cual el tiristor pasa del estado de corte al de conducci6n para un valordado de la corriente de gate3V0>. &ensi6n a la cual se el tiristor pasa del estado de corte al de conducci6n paracorriente de gate nula3VDDC &ensi6n de continua directa permitida al tiristor en el estado de blo@ueo directo3VDR9 9:;ima tensi6n de pico repetitivo en condici6n de blo@ueo directo para $.X? senoidalVDS9 9:;ima tensi6n de pico no repetitivo en condici6n de blo@ueo directo para $.X?senoidalIDR9 Corriente de pArdidas a VDR9 en condici6n de blo@ueo directo corriente de pArdidadirecta'3/31 Estado de conducci6nVF V Valor medio de la tensi6n caída de tensi6n en bornes del tiristor en conducci6ndurante un semicicloB e integrada en el ciclo completo3 Se considera carga resistiva = un:ngulo de conducci6n de %).W3IF IFV IFR9S Corrientes directas en el estado de conducci6n IF valor instant:neo IFV valor medio IFR9S valor e5ica?IFV9 9:;ima corriente directa media en el estado de conducci6nB correspondiente unatensi6n senoidal de media onda con una carga resistivaB a una determinada temperatura dec:psula &c = una 5recuencia entre '. = -. X?3IFR9S9 9:;ima corriente directa e5ica? en el estado de conducci6n3IFS9 9:;ima corriente no repetitiva @ue puede soportar en un semiciclo de conducci6nsobrecorriente de cortocircuito durante %. msI/t Es una medida de la sobrecorriente en valor e5ica? no repetitiva durante un semiciclose utili?a para el c:lculo de 5usibles su unidad es / seg3'3(31 Estado de blo@ueo inversoVRR9 &ensi6n inversa m:;ima de pico inversa @ue puede soportar el tiristor en 5ormarepetitiva para $.X? senoidalVRS9 &ensi6n inversa m:;ima de pico inversa @ue puede soportar el tiristorB no repetitivapara $.X? senoidalVR0>DC &ensi6n de continua inversa permitida al tiristor en el estado de blo@ueo inverso3IRR9 Valor de la corriente en el tiristor blo@ueado con tensi6n inversa VRR9 corriente depArdida inversa %• %,3 '3'31 Condiciones de EncendidoV& &ensi6n contínua D3C3 necesaria para @ue circule I&3VR&ensi6n m:;ima de pico inversa entre ate = C:todo3I& Corriente continua D3C3 necesaria en el gate del tiristor para @ue lo haga conducir3iF Valor instant:neo de la corriente de gate directa3 este valor le corresponde una tensi6nVF3IX Corriente de mantenimiento3 Es la corriente mínima @ue re@uiere el tiristor paramantenerse en conducci6n3 Por debaHo de este valor se corta la conducci6nIL Corriente de enganche3 Es la corriente mínima necesaria para @ue el tiristor entre enconducci6n = la mantengaB sin cortarse despuAs @ue desapare?ca el pulso de gate3 IL"IXP
9:;imo valor instant:neo de potencia en el ate3PV 9:;imo valor de potencia media @ue puede ser disipada en la compuerta sobre unciclo completo3 %, • %)3 $31 Control de Potencia$3%31 Regulaci6n de Potencia de Corriente lterna por control de 5aseLa 5orma m:s com2n de utili?aci6n de los SCRB o genAricamente de los tiristoresB paracontrolar la potencia entregada a una carga alimentada por C es el control de 5ase3En este modo de operaci6nB el SCR se mantiene apagado durante una porci6n del semiciclopositivo para luego llevarlo a conducci6n en el instante @ue el circuito de control satis5agauna condici6n determinada3 na ve? encendidoB la totalidad de la tensi6nB menos lape@ueGa caída directa sobre el tiristorB @ueda aplicada a la cargaB circulando la corriente @ueAsta 5iHe3Esta corriente permanece circulando mientras su valor no sea in5erior al de la corriente demantenimiento3 Se inclu=en a continuaci6n las gr:5icas de la tensi6n de alimentaci6nBtensi6n :nodo c:todo = corriente en el siguiente circuito3 Figura $3%Con un valor nulo de inductancia = resistencia de %. ohms se obtienen las siguientesgr:5icasB para tensi6n de línea = disparo a los '$Y3 %) • %+3 Puede observarse como con el tiristor blo@ueado su tensi6n :nodo c:todo sigue a la tensi6nde alimentaci6n hasta alcan?ar los '$Y donde se lo dispara3 partir del disparo su caída Bdirecta presenta el baHo valor propio de un tiristor en el estado de conducci6n3 l entrar enconducci6n a partir del disparo a los '$Y la gr:5ica de la corriente reproduce la de la tensi6n Bde entradaB anul:ndose al alcan?ar los %).Y La corriente de :nodo toma un valor in5erior al 3de la corriente de mantenimiento = el tiristor se cortaB recuperando su capacidad de blo@ueo3signando un valor de %. mX= a la inductancia = manteniendo el valor de resistencia en %.ohmsB las gr:5icas de tensi6n = corriente se modi5ican como se reproduce en la 5igurasiguienteB siempre para tensi6n de línea = disparo a los '$Y3En estas nuevas gr:5icas se observa @ue debido a la acci6n de la inductanciaB en el intervalode conducci6nB la 5orma de corriente no reproduce mas la 5orma de onda de la tensi6n dealimentaci6n3 Presenta el característico inicio lento de una corriente inductivaB la @ue portender a atrasar a la tensi6nB se e;tingue pasados los %).Y Se atrasa en consecuencia el 3apagado del tiristorB el @ue se produce cuando la tensi6n de alimentaci6n =a es negativa3Puede observarse tambiAnB como la tensi6n :nodo c:todo del tiristor sigue a la tensi6n dealimentaci6n mientras se encuentra blo@ueadoB a partir @ue la corriente se anula pasadoslos %).Y hasta alcan?ar los '$Y del nuevo cicloB donde se lo dispara nuevamente3 Durantetodo el estado de conducci6nB a partir del disparo = hasta @ue la corriente se anulaB su caídaes el típico baHo valor de la tensi6n tiristor en este estado3Puede observarse tambiAn en las gr:5icas resultantes de la emulaci6n del circuito de laFigura $3% con carga RLB las cl:sicas oscilaciones en la tensi6n :nodo c:todo en el instantede apagado3n circuito con un 2nico tiristor permite controlar solo el semiciclo positivo3 Para un controlsobre los dos semiciclos pueden utili?arse dos tiristores en con5iguraci6n antiparaleloB con el:nodo de uno de ellos conectado al c:todo del segundo = viceversaB tal como se indica en la5igura $3/3 %+ • /.3 Figura $3/Los dos SCR puede ser reempla?ados por un &riacB miembro bidireccional de la 5amilia delos tiristoresB siempre @ue la aplicaci6n se encuentre dentro del conHunto de valores detensi6n = corriente soportados por los &riacs3$3/31 Regulaci6n de Potencia de Corriente lterna por conmutaci6n en 5ase ceroLos inconvenientes del mAtodo del control de 5ase es la generaci6n de
inter5erenciaelectromagnAtica E9I Z Electro19agnetic Inter5erence = la generaci6n de arm6nicos en lalínea de alimentaci6n3 Cada ve? @ue el tiristor es disparadoB la corriente en la carga pasa decero al valor @ue Asta 5iHe en un tiempo mu= breve3 Esta elevada di#dt genera un ruido degran contenido arm6nico @ue inter5iere con la operaci6n de otros circuitos ubicados en lascercanías o alimentados por la misma redB si no se utili?a un adecuado 5iltrado3El mAtodo de control de conmutaci6n en 5ase cero consiste en producir el disparo del tiristoren el instante @ue la tensi6n senoidal de alimentaci6n pasa por cero3 De esta 5orma seelimina la generaci6n de E9I = la potencia trans5erida a la carga se controla mediante eln2mero de semiciclos enteros @ue es aplicada3Para @ue este mAtodo sea e5ectivoB se re@uiere @ue el disparo se produ?ca en el cruce porceroB =a @ue si para cargas del orden de unos pocos centenares de *atios el dispositivo esencendido con tensiones sobre la misma tan pe@ueGas como %. voltsB su5iciente E9I puedeser generado cancelando los bene5icios de esta tAcnica3 /. • /%3 -31 El tiristor durante la conmutaci6n 1 Características din:micas-3%31 &iempos de encendidoSi a un tiristor con tensi6n :nodo c:todo positivaB se le aplica un pulso de e;citaci6n decompuertaB la conducci6n no se establece en 5orma inmediataB sino @ue e;iste un retrasodado por el tiempo de encendido &>N3 Este tiempo resulta de la composici6n de dosperíodos td tiempo de retardo Dela= &ime o tiempo de precondicionamiento tr &iempo de subida Rise &imeSiendo &on Q td 8 tr &iempo de retardo td Es el tiempo @ue transcurre desde @ue el 5lanco de ata@ue de la corriente de puerta alcan?a la mitad de su valor 5inal $. [ hasta @ue la corriente de :nodo I alcan?a el %.[ de su valor m:;imoB sobre una carga resistiva3 &iempo de subida tr Es el tiempo necesario para @ue la corriente de :nodo I pase del %.[ al +.[ de su valor m:;imoB sobre una carga resistiva3 &ambiAn puede de5inirse estos tiempos td = tr tomando la evoluci6n de la tensi6n V aplicada al tiristor3 V V I td tr Figura -3% /% • //3 El tiempo td es mu= dependiente de la corriente de compuerta I& = sobre todo del tiempo desubida de esta corrienteB siendo conveniente @ue I& tenga su 5lanco de ata@ue lo m:svertical posibleB = a su ve?B tenga un valor alto de I3 E;iste tambiAn una dependencia con latensi6n aplicada VB pero para valores relativamente altos del orden de los /.. V el td noes a5ectado por dicha tensi6n3El tiempo tr tambiAn es dependiente de la amplitud de la seGal aplicada a la compuerta peroadem:s su valor es 5unci6n de la tensi6n aplicada :nodo1 c:todo = de la corriente de :nodo@ue impone el circuito de carga3-3/31 &iempos de apagadoPara producir el pasaHe del estado de conducci6n al de corteB se debe reducir la corrientepor debaHo del valor de la corriente de mantenimiento IX3 Sin embargoB una ve? alcan?adoeste valorB el tiristor no puede ser sometido nuevamente a una tensi6n directa hastadespuAs del tiempo t@ o &>FF3 Si se lo someta a una tensi6n directa antes de transcurridoeste tiempoB el tiristor no puede blo@uear la tensi6n directa @ue se le aplicaB = simplementeentra nuevamente en conducci6n3La 5igura indica un mAtodo de medici6n de este tiempoB donde inicialmente circula lacorriente directa I&B = la caída directa del tiristor es V&3 Luego se reduce la corriente de :nodocon una pendiente di#dtB apagando el tiristor3 Este primero recupera la capacidad de soportartensiones inversasB blo@ueando la tensi6n inversa VRB = luegoB transcurrido t@B se somete altiristor a la tensi6n directa VD9B la @ue puede ser blo@ueada por haber trascurrido el tiempode apagado3 Figura -3/ //
/(3 En la 5igura anterior puede apreciarse @ue la corriente de :nodo presenta un pico negativodurante el cual la caída directa permanece en el valor de V& antes de poder blo@uear latensi6n inversa3 Este tiempo se denomina tiempo de recuperaci6n inversa trr = se puedeobservar en la siguiente 5igura3 >FF Figura -3(El apagado del tiristor se produce cuando la corriente de :nodo se reduce a un valor menoral de la corriente de mantenimiento IX3 na ve? apagado el tiristorB = transcurrido el tiempode recuperaci6n inversa trrB se re@uiere de un tiempo adicional tgr para completar el &>FF =recuperar las propiedades de blo@ueo directo3 Si se aplica una tensi6n directa antes detranscurrido dicho tiempoB el tiristor reencender: aun@ue no se le apli@ue pulso de e;citaci6na su compuerta3La característica de apagado puede describirse de la siguiente manera 9ediante alg2n procedimiento e;ternoB por eH3 por el contrario tensi6nB se inicia el apagado del tiristor con la reducci6n de la corriente de :nodo3 La caída de tensi6n V entre :nodo = c:todoB @ue es del orden de un volt o un poco m:sB disminu=e hasta hacerse cero al eliminarse el e;ceso de carga de las Huntura J% = J(33 Si el tiristor no presentara retardos de tiempo si 5uera un elemento ideal su tensi6n se anularíaB = a su ve? tomaría en ese mismo instante el valor inverso de la tensi6n VR aplicadaB blo@ue:ndose3 Dicho valor V lo alcan?a en trrB pudiendo presentar una oscilaci6n debido a las inductancias = capacidades @ue el circuito = tiristor presentan3 En este momentoB la Huntura J( ha recuperado su poder de blo@ueo3 Notar @ue e;iste tensi6n inversa aplicada = consecuentemente son las Hunturas J% = J( las @ue blo@uean la conducci6n inversa 5undamentalmente J(3 La corriente @ue circula en estas condiciones es la IR de saturaci6n inversa3 No obstanteB la uni6n central J/ posee una concentraci6n importante de portadores minoritarios en sus cercaníasB no habiendo recuperado todavía su propiedad de blo@ueo /( • /'3 para una tensi6n directaB lo cual se produce reciAn en t>FF3 Es decir @ue si antes de t>FF se aplica nuevamente tensi6n directaB el tiristor reenciende aun@ue no se lo e;cite por compuerta3 En consecuenciaB el Mtiempo de apagado t>FF o de e;tinci6n de un tiristor resulta de la suma del Mtiempo de recuperaci6n inversa trr m:s el Mtiempo de recuperaci6n de gate tgr t>FF Q trr 8 tgrEl tiempo t>FF es el @ue resulta desde @ue la corriente directa se hace cero hasta @ue unatensi6n directa puede volver a aplicarse sin @ue reencienda el tiristor3 En los tiristoresr:pidos t>FF es del orden de $ nseg en los medianos es de unos $. nseg3 = en los de ma=orpotencia puede llegara a ser de $.. nseg3Cabe mencionar @ue el t>FF no es un valor 5iHo sino @ue es 5unci6n de una serie depar:metros aumenta con las siguientes variaciones El aumento de la temperatura de las Hunturas3 El aumento de la corriente directa I @ue tenía en conducci6n El aumento de la relaci6n di#dt en la caída de la corriente3 Esto es por@ue si este valor es mu= elevadoB puede producir Mpuntos calientes debido a la conducci6n irregular de altas corrientes en la pastilla3 La disminuci6n del valor de la corriente inversa de pico3 La disminuci6n de la tensi6n inversa aplicada entre El aumento de la relaci6n dv#dt del voltaHe reaplicado3 El aumento de la tensi6n directa aplicada3 El aumento de la impedancia del circuito e;terno de e;citaci6n de gate3 El aumento de la polari?aci6n positiva de gate3 /' • /$3 ,31 Disipaci6n de Potencia,3% Potencia disipada durante la conmutaci6nEl encendido de los tiristores se reali?a en 5orma normal por la aplicaci6n a la compuerta deun pulso de las características adecuadas3 Pulso @ue origina una conducci6n inicial @uetiene lugar en la ?ona m:s pr6;ima a los contactos de compuerta = c:todoB denominadaM?ona primaria de cebado3 La conducci6n •
luego se propaga a toda la super5icie del c:todocon una velocidad apro;imada de .B% mm#nseg3 En consecuenciaB se tienen dos etapasdi5erenciadas en el proceso de encendido de un tiristor Creaci6n de una ?ona primaria de conducci6n3 Propagaci6n del estado conductivo al resto del c:todo3Como durante el encendido del tiristorB la conducci6n inicial tiene lugar en la ?ona primariade cebadoB si la corriente impuesta por el circuito e;terior es mu= elevadaB su crecimiento semani5iesta en un tiempo tr mu= pe@ueGo1 Este es el caso de cargas resistivasB donde resultauna densidad de corriente mu= elevada en la ?ona primaria de cebadoB dado @ue esta ?onapor donde circula inicialmente la totalidad de la corrienteB es mu= pe@ueGa comparada con la?ona total preparada para conducir la corriente m:;ima nominal3 su ve?B la tensi6n durante la conmutaci6n presenta un tiempo de caídaB @ue para cargaresistiva es tambiAn el tiempo de crecimiento tr3 Durante este tiempoB estar:n presentestensi6n = corriente en 5orma simult:nea3 Esto origina valores de potencia instant:neaelevadosB = la energía disipada en el volumen reducido de la ?ona primaria da lugar a uncalentamiento e;cesivoB @ue de alcan?ar el Mlímite tArmico críticoB destru=e dicha ?ona por5usi6n del elemento3Este 5en6meno se conoce como destrucci6n por di#dt dado @ue el tiempo tr de crecimientode la corriente es menor @ue el tiempo @ue necesita el tiristor para establecer la conducci6nen toda la super5icie de su c:todo3Por eHemploB un tiristor de ) Z '.. V E1C%/ tiene una pastilla cuadrada de silicio deapro;imadamente / mm3 de lado3 Para el tipo de construcci6n planarB con compuertacentralB haciendo un c:lculo promedio del tiempo @ue tarda en conducir toda la super5icie dela pastillaB se puede suponer @ue la distancia a la cual debe e;tenderse la conducci6nBpartiendo de la ?ona primariaB es de % mm3 EntoncesB si la velocidad de propagaci6n de laconducci6n es de .B% mm#nseg3B resulta tQ % # .B%Q%. nseg3&iempo mucho ma=or @ue el tr de este tiristorB @ue es del orden de % nseg en su5uncionamiento mas lento3 Como el tr es menor cuando el tiristor trabaHa con tensiones m:saltasB se presenta una situaci6n m:s des5avorable con el aumento de la tensi6nB por lo @uelos 5abricantes establecen un valor de di#dt m:;imo admisible por el tiristor para la tensi6nde trabaHoB o bien la @ue se especi5i@ue en cada caso3La di#dt m:;ima admisible para una corriente de :nodo = una corriente de compuerta dadasBmuestran @ue la velocidad con @ue crece la corriente est: limitado en un tiristor = no debesobrepasarse3 Por este motivoB los circuitos con cargas resistivas re@uieren de unainductancia adicionalB en serie con el tiristorB cu=a 5unci6n es reducir la velocidad decrecimiento de la corriente de carga3 /$ • /-3 ,3/ Potencia disipada en rAgimen estacionarioLa potencia disipada en un tiristor operando en rAgimen permanente entre sus dos estadosde corte = conducci6n est: originada por las cinco causas siguientes PArdidas durante la conducci6n3 PArdidas por conmutaci6n durante el encendido3 PArdidas por conmutaci6n durante el apagado3 PArdidas durante el blo@ueo directo e inverso3 PArdidas en la compuerta3Para baHas 5recuenciasB hasta unos '.. X?3B la causa principal de potencia perdida es laprimera3 Para 5recuencias mas elevadasB las pArdidas producidas por conmutaci6n seelevan = el tiristor debe trabaHar a corrientes mucho mas baHas3Las pArdidas durante la conducci6n son las @ue resultan de la característica V1I del tiristoren conducci6nB dadas por la caída directa multiplicada por la corriente directa de :nodo3 a b Figura ,3%La potencia disipada en estado de conducci6nB 5iHa los límites de circulaci6n de corriente porel dispositivo como se ve en la 5igura ,3%B donde se observa @ue en rAgimen permanenteBpara no superar la temperatura m:;imaB el valor medio
m:;imo admisible toma di5erentesvalores seg2n la 5orma de la corriente @ue est: circulando por el tiristor3Estas gr:5icas re5leHan el hecho @ue no puede superarse el valor e5ica? de la corriente @ueproduce la m:;ima disipaci6nB o sea la m:;ima temperatura permitida en la Huntura3 Estosvalores son determinantes cuando se utili?a un tiristor para reali?ar el control de potenciaentregada a una carga por control de 5ase3 Para el caso de la 5igura ,3%B el tiristor admite lacirculaci6n de una corriente continua m:;ima de (+B/$3 Valor @ue coincide con el valore5ica?B por tratarse de una corriente continua3 Si se utili?a este tiristor en un circuito para /• /,3 control de 5aseB la corriente circular: durante una parte del semiciclo positivo en 5unci6n del:ngulo de conducci6n3 En todos los casos el valor de corriente medioB debe ser tal @ue suvalor e5ica? no supere el m:;imo admitido3El valor medio de una corriente senoidalB entre los :ngulos \% = \/B carga resistiva es \/ IV Q %#/] ^\% E9 sen *t#R d*t9ientras @ue el valor e5ica? para el mismo entorno = carga resistiva est: dado por \/ IEF/ Q %#/] ^\% E9 sen *t#R/ d*tResolviendo las integrales anterioresB se obtienen las siguientes relaciones entre los valoresde las corrientes media = e5ica?B para distintos :ngulos de disparo \% = cargas resistivasapagado en \/ Q %).Y / % Para _cQ%).W I V Q I Q ] %B$, ( I Para _cQ%/.` I V Q / / ( ] ]8 ( ' / Para _cQ+.W I V Q I ] % I Para _cQ-.W I V Q / ] ( ] T ( ' ( I % T Para _cQ(.W I V Q / ] ( ] T - 'Precisamente para _cQ%).WB el valor %B$, es el 5actor de 5orma entre el valor e5ica? = el valormedio de una corriente senoidal3 Para la 5igura ,3%B @ue corresponde a una serie detiristores de corriente continua m:;ima de ICCQ (+B/$ = tensiones desde $.. hasta %%.. Vlos valores son I V %).WQ /$ I V %/.WQ /%B' I V +.W Q %,B, I V -.W Q %'B% I V (.W Q )B' /, • /)3 sí es @ue partiendo del valor e5ica? IB @ue en C3C3 coincide con el valor medio = es el @uegeneralmente indica el manual como Mvalor m:;imo admisibleB se obtienen loscorrespondientes valores medios para cada :ngulo _o de conducci6nB siempre limitado porlos m:;imos valores de corriente de pico soportados3En 5orma an:logaB tambiAn se suministran los valores medios para 5ormas de ondarectangularesB donde las curvas 5iHan los valores de temperatura @ue como m:;imo puedetener la c:psula del tiristor3 Estas curvas de temperatura parten de %/$ W C en la HunturaB =para @ue este valor no sea superadoB a medida @ue la corriente aumenta para un mismovalor de _c o para C3C3 la temperatura de la c:psula deber: ser menor3 Es decir @ue elgradiente de temperatura entre la Huntura = c:psula es ma=or para el m:;imo admisible decorriente3 Este gradiente implica la necesidad de disipadores adecuadosB los @ue puedendisponerse convenientemente para en5riamiento mediante corriente de aire por convecci6n opor ventilaci6n 5or?adaB o mediante circulaci6n de aguaB en cu=o caso el tiristor o par detiristores viene construido especialmente para esta 5orma de utili?aci6n3sí como en otros dispositivos de potenciaB la potencia disipada elevar: la temperatura deltiristor seg2n el rAgimen de trabaHo3 RAgimen Continuo Para rAgimen continuo = estableB la siguiente ecuaci6n da el e@uilibrio tArmico del tiristor &J 1 &C Q Po /'Donde &J Z Es la temperatura de la Huntura WC &o Z Es la temperatura de la c:psula WC Po Z Es la potencia media disipada en la Huntura 7 1 Es la resistencia tArmica estacionaria entre la Huntura = la c:psula del tiristor3 RAgimen &ransitorio Para rAgimen transitorio se debe tener en cuenta @ue e;iste una inercia tArmica @ue hace @ue la 5orma de onda de la temperatura no sea constante aun@ue pueda estabili?arse en alg2n
períodoB debiAndose calcular en consecuencia la temperatura de la Huntura en los instantes de pico3 La ecuaci6n de e@uilibrio tArmico debe establecerse en concepto de impedancia tArmica del tiristor &J Z &o Q Po uDondePo Z Es la potencia media disipada en la Huntura durante un intervalo de tiempo laconducci6n3u1 Es la Impedancia &Armica &ransitoria entre la Huntura = la c:psula del tiristor en elinstante ti WC#73 La u no tiene un valor 2nico sino @ue depende del tiempo @ue dura laconducci6n = del tipo de disipador adoptadoB suministr:ndose este valor mediante curvas3 /) • /+3 )31 Límite de 5recuenciaE;isten tiristores r:pidos = lentos3 Los tiristores lentos son para aplicaciones @ue operen a5recuencias industriales = de la red de alimentaci6n3 En cambio los r:pidos son paraaplicaciones especialesB pero en general no superan los /.3... ciclos por segundo nosolamente debido a los tiempos de conmutaci6nB sino adem:s por@ue la temperatura tomaun papel preponderante a medida @ue se eleva la 5recuenciaB =a @ue la temperaturaproducida por la energía disipada durante la conmutaci6n toma un papel cada ve? ma=orcon 5recuencias m:s elevadas3na 5orma de poder operar a 5recuencias mas altas es baHando la corrienteB para lo cual el5abricante proporciona curvas indicando la corriente I directa m:;ima posible en 5unci6n deltiempo tB de conducci6n en cada semiciclo = la 5recuencia como par:metro de cada curvaBsiendo la alimentaci6n una onda senoidal3Debe tenerse en cuenta @ue la corriente I es el pico de la onda @ue circula por el tiristorB noes el valor medio IFV ni el e5ica? IF3Por eHemploB para 5Q%3... X? el ancho del semiciclo de conducci6n es % %&% Q 3 Q .B$mseg 3 / %...Para este tiempoB mediante la gr:5ica correspondiente se obtiene la corriente de picoadmisible @ue coincide es la conducci6n m:;ima para esta 5recuencia =a @ue conducedurante el semiciclo completo . a %).W3Para un tiempo de conducci6n menorB como por eHemplo tQ%.. nseg3 Se obtiene un valordi5erente3 Para t pe@ueGos las curvas no tienden a valores m:s altos de corrienteB sino @ueson menores para no superar los m:;imos admisiblesLa apreciaci6n 5undamental es @ue para 5 Q $. X?3 la corriente admisible es mucho ma=orunas %. veces @ue para 5 Q %.3... X?3 /+ • (.3 +31 Características de ControlLa Huntura ate1C:todo es una Huntura P1N por lo @ue su característica V#I es e;ponencial3Como dentro de una 5amilia de tiristoresB e;iste una dispersi6n de sus característicasB Astasse encontraran comprendidas entre las dos curvas e;ternas = 0B correspondiendes a lascaracterísticas de R m:;ima = mínima3Dentro de esta dispersi6n de característicasB la Figura +3% es la representaci6n de losposibles pares de valores de tensi6n = corriente de compuertaB V e IB @ue encienden a losmiembros de la 5amilia3 Las curvas a X indican los distintos límites posibles de operaci6n3 V &ensi6n instant:nea de ate R ma; Q $. ohm C E D R min Q ' ohm &%"&/"&( &% &/ &( F Potencia m:;ima X P Q %$ 7 0 Potencia media P Q .B$ 7 I Corriente instant :nea de ate Figura +3%Para los tiristores de una misma 5amiliaB las curvas = 0 de la Figura +3% representan losvalores límites en la característica V1I3 Las mismas se corresponden a las condiciones deR m:;imo = R mínimo respectivamente3 En consecuenciaB el lugar geomAtrico de losposibles puntos de disparo se encuentra comprendido entre ambos límites3n tercer límite lo constitu=e la recta C determinada por la m:;ima tensi6n directa de picoadmisible 1 VF de pico 1 @ue puede ser aplicada al terminal de compuerta3Las hipArbolas D = E representan las potencias m:;imas admisiblesB media = de picorespectivamenteB @ue pueden ser disipadas en el gate3 Para toda
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5orma de disparo debeasegurarse @ue estas condiciones de operaci6n nunca sean superadas3 (. (%3 Para completar la de5inici6n de los límites @ue de5inen el conHunto de valores V1I @ueaseguran el disparo del tiristorB en la Figura +3% se ha incluido una ?ona de conducci6nincierta = la ?ona de no conducci6n3 La primera es el conHunto de pares de valores V1I @uese encuentra debaHo de la línea F = a la i?@uierda de las rectas XB = la segunda los @ueestAn por debaHo de 3La curva F es el mínimo valor de tensi6n @ue se re@uiere aplicar al gate para encender conseguridad a los tiristores de esa 5amilia3 Este valor no es el 2nico para todas ellasB sino @uedebe ser especi5icado para una 5amilia determinada3 n valor típico es de (VB siendo valoresnormales los comprendidos entre /V = (B$V3La curva indica el valor de tensi6nB por debaHo del cual no enciende ning2n tiristor de esta5amilia3 .B$V es un valor típicoB pero su valor es una 5unci6n de la temperatura de la Huntura3FinalmenteB se han incluido tres curvas X para distintas temperaturas de HunturaB las @uedeterminan la corriente mínima necesariaB a una temperatura dada de la HunturaB paraencender todos los tiristores de una 5amilia3+3%31 Disparo con C3C3 modo de eHemploB en la Figura +3/B se ha representado un circuito de encendido por CCB =se han redibuHado las curvas características de control de encendido para calcular losvalores m:;imos = mínimos de Vs = las rectas de cargas correspondientes3 V &ensi6n instant:nea de ate P C RL E Vcc D RS > VS F X 0 I Corriente instant:nea de ate Figura +3% (% (/3 Vs Q I Rs 8 R % Para el punto >B con una recta de carga @ue pasa por ese punto Vs min Q I. Rs 8 I. R.Debe considerarse la R correspondiente al punto .B =a @ue al tomarse el valor mínimo I.B elpunto de mínimo V es el correspondiente a ese punto .3 V. Q I. R. Vs min Q I. Rs 8 V. /Para los valores del corriente = tensi6n del punto > = una recta de carga paraB por eHemploB/. ohms Vo Q (V Io Q .B.,$ Rs Q /. Resulta Vs min Q .B.,$ ; /. 8( Q'B$ VLa recta de carga correspondiente es la @ue pasa por el punto .3 Con los e;tremos Vs minQ'B$V e IS Q Vs min # Rs Q 'B$ # /. Q .B//$ Para calcular Vs m:; debe considerarse @ue la potencia disipada en el gate es PVQ I/ R ma; (La peor condici6n es tomando R ma;B entonces la ecuaci6n %B al reempla?ar I despeHadode la ( toma la 5orma PV ' Vs ma; Q Rs 8 R ma; R ma;Para el eHemplo planteado Rma; Q $.B siendo PV Q .B$73 .B$ Vs ma; Q /. 8 $. Q .B%; ,. Q , V $.La recta de carga tiene sus e;tremos en ,V e ISQ ,#/. Q .B($ B pasando por el punto P deintersecci6n de dicha recta con la hipArbola3Si se desea calcular el punto de tangenciaB se debe tener en cuenta la ecuaci6n de estarecta de carga = de la hipArbolaB haciendo coincidir sus respectivas derivadas3 (/ ((3 La ecuaci6n de la recta de carga es ^V^ V Q T^ ^i 8 V ^I^ Siendo V igual a Vs ma; e I es Is3 Su derivada resulta dV V QT d ig I La ecuaci6n de la hipArbola = de su derivada son P V Q i dV P QT / d ig i Igualando ambas derivadas @uedar: de5inido el punto de tangencia itg Vtg 8VQ8P I Itg/ De donde P itg Q V I Reempla?andoB los valores numAricos del eHemplo se obtienen .B$ itg Q Q .B%- , .B($ punto de tangencia .B$ itg Q Q (B%-V .B%- (( ('3 +3/31 Disparo con C3a Con onda senoidalSi se reempla?a la 5uente continua de e;citaci6n de la compuerta por una de corrientealterna como se indica en la 5igura +3(B deben tenerse en cuenta las siguientesconsideraciones RL Vcc RS VS Figura +3( El diodo D se encuentra para proteger al gate de la tensi6n inversaB =a @ue el m:;imo admisible típico es de Z$ V3 su ve? si la
semionda positiva presenta picos de tensi6n superiores a la m:;ima tensi6n directa de pico admisible 1 VF de pico Z del orden o los %.V B este diodo resulta conveniente @ue sea ener con una V? in5erior a %.V3 La potencia aplicada instant:nea P9 puede ser ma=or @ue el valor de .B$7 siempre @ue la potencia media resultante PV sea precisamente igual o menor @ue .B$73 La onda de tensi6n aplicada tiene el valor m:;imo de Vs de la onda senoidal3 Esta onda a travAs de la constante RS 8R representa tambiAn a la onda de corriente i por el gateB cu=o m:;imo ser: IS3 f VS $ fS Q I RS 8 R En recti5icaci6n de media onda con carga resistivaB el valor medio = el e5ica? se relacionancon el de pico de la siguiente manera fS I I V Q - ] (' • ($3 fS I I e5 Q , /Si para la e;presi6n de la PV se utili?a .B$7 como condici6n límite de la desigualdad PV .B$7B la potencia de gate en corriente continua resulta Vs PV Q I / R Q / R Q .B$* ) RS 8 Ren C33B = suponiendo @ue el valor de pico Vs es numAricamente igual al valor de Vs en C3C3se obtiene ^ f Vs / ^ Pe5 / ^ Q I e5 R Q ^ / ^R !Q .B$* + /^ ^ / R S 8 R ^ 'Se utili?a el valor e5ica? de la corriente = no el valor medio =a @ue se trata de la potenciaperdida en calor en una resistencia R3Esta potenciaB en esas condiciones resulta de la perdida en C3C3 Esto implica @ue puedeincrementarse el valor de pico de Vs hasta %.VB o bien disminuir el de RS 1 con lo @ue selograr: ma=or corriente de gate 1 hasta @ue el valor de esta potencia P e53 alcance .B$7B esdecir f ' Vs / P e5 Q 'Pe5 Q / R Q .B$* %. / R S 8 R /Si se despeHa VsB se obtiene un valor @ue es el doble @ue antes ecuaci6n +B en el supuesto@ue se mantenga por debaHo de %.V3Este ma=or valor de Vs asegura meHor el encendido del tiristor3La potencia instant:nea durante el semiciclo es P9 Q /VS / f R Q 'Pe5 Q 'PV Q / * %% / R S 8 R b Con onda rectangularCuando la seGal de gate es un pulso de onda rectangularB al estudio anterior se lo puedeinterpretar como una relaci6n entre la potencia PV de corriente continua = la potenciainstant:nea m:;ima P9 @ue se puede obtenerB siempre @ue su valor medio resultante nosupere a PV3Esta relaci6nB para los valores anteriores es PV % %/ Q P9 ' ($ • (-3 Oue e;presado en porcentaHeB PV ; %.. Q /$[ P9Lo @ue representa @ue los /7 pueden obtenerse tambiAn con una onda rectangular de / Vsde amplitudB pero de una duraci6n de /] B o sea cicloB de manera @ue su PV sea de '.B$73Debe aclararse @ue si es imposible alcan?ar el valor /Vs por@ue sobrepasa los %.VB elresultado es el mismo si se reduce la resistencia de 5uente RsB por cuanto lo @ue se buscaes in=ectar su5iciente energía en el gate de manera @ue el encendido del tiristor se logre lom:s r:pido posible3na seGal apropiada de encendido logra los tiempos ton reales de encendidoB en cambioBuna seGal lenta de gateB produce tiempos ton ma=ores = esto en algunos casos con cargasde elevados di#dt es perHudicial3+3(31 Disparo por impulso 2nico o tren de impulsosB o de ondas de alta 5recuencia3a Con impulso 2nicoLa onda rectangular estudiada en el caso anterior es =a un caso de disparo por pulso 2nico3Reduciendo el tiempo de duraci6n de este pulsoB puede enviarse ma=or energía al gatemediante un pulso especial del tipo impulsivo3La utili?aci6n de este mAtodo de disparo presenta las siguientes ventaHas Permite obtener un encendido m:s preciso Establece m:s r:pidamente la conducci6n del tiristor debido a la ma=or energía del pulso Z generalmente hasta el orden de los $7 1 lo cual reduceB o al menos no aumenta al tonB Este 5actor ed decisivo en circuitos con di#dt elevados3 En consecuencia se reduce la disipaci6n de la Huntura
durante el encendido3Para el diseGo del circuito e;citador deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones delimpulso para @ue sea m:s e5ectivo El circuito de encendidoB es pre5erible @ue se comporte como 5uente de corriente3 La corriente de pico del impulso debe ser ma=or @ue la I&mínima Z generalmente mas de tres veces su valor típico de j%.. m 13 El tiempo tR de subida del pulso debe ser el menor posible .B% a .B$ nseg3 La corriente del impulso debe mantenerse por encima de la I& mínimaB hasta tanto por el tiristor circule la corriente mínima IL 1 corriente de enganche IL 13 Es decirB @ue el tiempo de descarga tS no debe ser nunca menor @ue /. nsegB inclusiveB para cargas inductivasB donde esta condici6n es mas crítica3En consecuenciaB en la 5igura +3' se indica la 5orma apropiada del impulso de corriente degate3 (• (,3 I " ( I& I& t &r ! %useg &% " &on &/ " t para ILatch Figura +3'b Con trenes de impulsoPara cargas inductivas R3L en aplicaciones de Mciclos enteros con tiristores en cone;i6nantiparalelo o con triacB la corriente atrasa a la tensi6n = entonces la aplicaci6n de un pulso2nico no resulta e5ica?B =a @ue el tiristor no tiene tensi6n de :nodo positiva cuando el pulsoes aplicado3En consecuencia se debe recurrir a aplicar &ren de impulsos >ndas de 5recuencia elevada % a %. Kh? Semiciclo de onda senoidal >nda cuadrada pulso ancho (, • ()3 %.31 &RICS%.3%31 Introducci6n3El &riac es una llave de estado s6lido de tres terminales para el control de cargas decorriente alterna @ue es puesto en conducci6n mediante la aplicaci6n de una e;citaci6n debaHa energía en su terminal de ate3Por su construcci6n = características 5uncionalesB el &RIC 5orma parte de la 5amilia de los&iristoresB pero a di5erencia de los SCR previamente estudiadosB el &RIC pasa al estado deconducci6n tanto mediante una e;citaci6n positiva como negativa de ateB = una ve?disparadoB conduce en cual@uiera de las dos direcciones3 Estas características permitenasimilar al 5uncionamiento del &riac al de dos SCRs complementarios en operaci6nantiparalelo3La característica de conducci6n bidireccionalB posibilita su uso en aplicaciones de reempla?ode llaves mec:nicas3 l disponer de una velocidad de operaci6n mu= superior a a@uellasB nopresenta problemas de contactos = permite un control preciso al poder ser disparado desdeDCB CB C recti5icada o pulsos3 En todos los casos la energía de disparo es pe@ueGa por lo@ue el circuito de control puede hacer uso de dispositivos est:ndares de baHa potencia3%.3/31 Características del &RICEn la 5igura %.3% se indican el símbolo del &RIC = su estructura típica3 Como el &RIC esun dispositivo bidireccionalB los tArminos :nodo = c:todo deHan de tener sentido por lo @ue selos reempla?a por 9&% = 9&/ de la e;presi6n inglesa 9ain &erminalB manteniAndose eltArmino ate para el terminal de disparo3 9&/ 9&/ N P N P N N 9&% 9&% Figura %.3% los e5ectos de evitar con5usiones se ha impuesto como norma de uso el re5erir todas lastensiones = corrientes al terminal denominado 9&%3De su estructura se Husti5ica @ue el &RICB puede ser pensado como dos SCRs en paralelo3En la 5igura %.3% puede observarse @ue el &RIC es un dispositivo de cinco capas donde la () • (+3 regi6n ente 9&% = 9&/ con5orman una llave P1N1P1N SCR en paralelo con otra tipo N1P1N1P SCR complementario3Esta estructura permite tambiAn comprender la posibilidad de disparar al &RIC tanto conpulsos positivos como negativos3 La regi6n ente el 9&% = el ate consiste en dos diodoscomplementariosB en consecuencia un pulso de una determinada polaridad har: conducir ala Huntura correspondiente dando inicio a la acci6n regenerativa
@ue produce el disparo de laestructura SCR3 Esta acci6n hace desaparecer la capacidad de blo@ueo presentadaanteriormente por la Huntura adecuada en 5orma independiente de la polaridad de 9&%3 nave? disparadoB la circulaci6n de corriente entre 9&/ = 9&% mantiene la conducci6n en 5ormaindependiente de la e;citaci6n de ate3La característica del &RIC = algunos de los valores utili?ados en su caracteri?aci6n seencuentran en la 5igura %.3/B donde siguiendo la convenci6n se ha tomado como re5erenciaal terminal 9&%3 En el primer cuadrante 9&/ es positivo 5rente a 9&%B produciAndose lasituaci6n opuesta para el tercer cuadrante3 I IX VDR9 I DR9 VDR9 IX Figura %.3/Los tArminos utili?ados son los siguientesVDR9 es la m:;ima tensi6n de blo@ueo @ue puede soportar el dispositivo en cual@uiera delos sentidos3 Si est: tensi6n es superadaB aun@ue sea moment:neamenteB el &RIC puedeentrar en conducci6n a2n sin seGal de ate3 Este disparo puede o no ser destructivo en5unci6n de la 5orma en @ue se estable?ca la corriente di#dtB pero en general debe serevitado para no perder el control del ate sobre el encendido3IX es la mínima corriente de mantenimiento @ue debe circular entre los terminales principalespara mantenerlo en conducci6n3IDR9 es la corriente de pArdidas de &RIC con VDR9 aplicado entre 9&% = 9&/3La característica de la 5igura %.3/ corresponde a una gr:5ica sin corriente de ate3 nae;citaci6n adecuada produce el pasaHe del estado de corte al de conducci6n3 Dado @ue el&RIC puede conducir en ambos sentidos = la e;citaci6n de ate puede ser tanto positivacomo negativa se presentan las cuatro posibilidades de la 5igura '-3Por su construcci6n los &RICs son m:s sensibles al disparo en los cuadrantes I = IIIB unpoco menos en el cuadrante II = mucho menos sensible en el cuadrante IV3 (+ • '.3 En la 5igura '- tambiAn se ha gra5icado la sensibilidad del disparo de un &riac en 5unci6n dela temperatura3 I& Corriente de Diosparo de ate en m 9&/ 1 9&% /. O/ O/ O% O( %. O% O( O' % & en WC . -. %/. Figura %.3(Como tanto la corriente de pArdidas de las Hunturas = la ganacia de corriente de loselementos tipo MtransistorB se incrementan con la temperaturaB la corriente de disparore@uerida disminu=e al aumentar la temperatura3 El ateB @ue puede ser considerado comoun diodoB presenta un coe5iciente negativo de su tensi6n con la temperaturaB por lo @ue elcircuito de e;citaci6n debe ser previsto para entregar su5iciente corriente a la menortemperatura de operaci6n3&ambiAn deben ser observadas las especi5icaciones de m:;ima corriente de ate admisibleasí como las de potencia promedio = m:;imas toleradas3 Las hoHas de datos suelen incluirlímites tanto para e;citaciones positivas como negativasB @ue para ser cumplidos puedenre@uerir la inclusi6n de elementos de protecci6n tales como limitadores de corriente =#otensi6nB siendo no aconseHable la disipaci6n de corriente en sentido inverso3Si bien se describi6 el criterio de encendido del &RIC en base a consideraciones demagnitud de corrienteB al igual @ue en los SCRsB si la duraci6n del pulso se reduceB suamplitud puede incrementarse3El ancho del pulso de gateB como en cual@uier &iristorB depende del tiempo re@uerido por lacorriente principal en superar la corriente de latch IL3 En consecuencia en aplicacionesinductivas o en a@uellas en @ue la corriente pueda disminuir por debaHo de la corriente demantenimiento IXB es necesario mantener la e;citaci6n de ate el tiempo su5iciente3Es importante resaltar @ue como los &RIC s son dispositivos de conducci6n bidireccionalBsolo ha= un breve intervalo en el cual deben recuperar su capacidad de blo@ueo3 Por estoBlos &RICs se utili?an solo a 5recuencias de línea de -.X? o in5eriores3Para cargas inductivasB la di5erencia de 5ase entre tensi6n = corriente determina @ue
lacorriente decre?ca por debaHo de IXB produciendo el corte del &RIC cuando e;iste en elcircuito un cierta tensi6nB la @ue si es aplicada superando la dv#dt permitida puede producirel nuevo encendido del &riac3Para mantener el control de disparo por ateB en circuitos con cargas inductivasB es precisoasegurar @ue el crecimiento de la tensi6n aplicada no supere un determinado valor de dv#dt3Esto se consigue mediante el agregado de un circuito MSnubberB red RC en paralelo con el&RIC3 El capacitor limita el crecimiento de la tensi6n mientras @ue la resistencia limita elvalor de la corriente repetitiva de descarga del capacitor por el &RIC cada ve? @ue seenciende = amortigua las oscilaciones del circuito LC 5ormado por la carga = el capacitor3 '. • '%3 %%31 &>3 &iristores con pagado por ate%%3%31 Introducci6nEl &iristor de pagado por ateB conocido como &>B deriva su nombre de la e;presi6ninglesa Mate &urn1>55 &h=ristor3 El &> es un dispositivo de la 5amilia de los &iristoresdiseGado para aplicaciones de velocidad media @ue involucren elevadas tensionesV0R"(...V = potencias ma=ores a .B$ 9VB e;istiendo 5abricantes @ue o5recendispositivos para conmutar potencias de hasta (- 9V -...V = -...3El principal elemento di5erenciador del &> 5rente a otros dispositivos de la 5amilia de los&iristoresB = tal como lo indica su nombreB es @ue puede ser apagado desde el gate a pesarde @ue se encuentre circulando una importante corriente de :nodo3 En consecuenciaB parael control del &> se re@uieren pulsos de ambas polaridadesB siendo normalmente susamplitudes = tiempos de crecimiento mu= superiores a los correspondientes a los &iristoresconvencionales3Esta signi5icativa ventaHa de no re@uerir costosos = compleHos circuitos de apagadoB lo haceparticularmente aplicable en tAcnicas de modulaci6n por ancho de pulsos vectoriales paraconvertidores DC a C = C a C3 pesar de ser un dispositivo de diseGo relativamenteantiguo %+-.B su uso se di5undi6 a partir de los aGos ). = contin2aB Hunto con sus productosderivadosB siendo ampliamente utili?ado en este tipo de aplicacionesB aun@ue tendiendo aser reempla?ados por los 9>SFE&s de potencia a medida @ue Astos se tornan mas veloces3Sin embargoB Astos nunca pueden competir con los &> en aplicaciones con tensioneselevadasdem:s de la mencionada aplicaci6n de control de velocidad por tAcnicas de P79 en elrango de los .B$ a /. 9VB otras dos aplicaciones donde el &> tiene actualmente ampliapenetraci6n son en sistemas para alimentaci6n de trenes elActricos de alta velocidad = ensistemas de distribuci6n de corriente continua de alta tensi6n XVDC 1 Xigh Voltage DirectCurrent3 La primera de las aplicaciones ha sido especialmente desarrollada en Italia =tambiAn adoptada por otros paises como lemania = Noruega3 Por su parteB el advenimientode las tAcnicas de conmutaci6n = distribuci6n de potencia utili?ando &>s = SCRs haposibilitado la XVDCB especialmente en Rusia @ue ha trabaHando en este tema desde %+$%3%%3/31 EstructuraEl &> presentaB al igual @ue los restantes miembros de la 5amilia de los &iristoresB unaestructura de cuatro capas @ue con5orman el cl:sico par de transistores con realimentaci6npositivaB pero con una estructura mucho mas entrela?ada como puede apreciarse en la5igura %%3%3 modo de eHemploB un &> de (... consta de unos (... segmentos dec:todoB los @ue son accedidos mediante un contacto com2n de gate3n an:lisis de esta estructura revela una compleHa geometría donde se ma;imi?a el krea decontacto del c:todo = se minimi?a su distancia del gate3 El c:todo ad@uiere una estructurade mesetas separadas de la metali?aci6n de gate por 5osas vacías3 El c:todo se vincula conel e;terior mediante una super5icie met:lica en la parte superior de las mesetasB la
@ue5unciona adem:s como una super5icie disipadora3 Esta estructura puede ser pensada5uncionalmente como un gran n2mero de pe@ueGos &iristores @ue comparten un mismosubstrato = tienen en consecuencia un mismo :nodo = gate pero di5erentes c:todos3 '% • '/3 Figura %%3%ctualmente se 5abrican distintos tipos de &>3 n primer tipo es el denominado MsimAtrico@ue presenta iguales capacidades de blo@ueo tanto en sentido directo como inverso3El segundo tipoB denominado MasimAtrico es el @ue usualmente se encuentra disponible enel mercado3 En este tipoB para meHorar los tiempos de apagadoB se utili?a una tecnicaconocida como Manode shorted ver 5igura %%3/ donde el :nodo tipo p es reducido por unapenetraci6n de material tipo nB modi5icaci6n @ue presenta una situaci6n de compromisoentre velocidad de conmutaci6n = capacidad de blo@ueo3 l introducir esta modi5icaci6n semeHoran los tiempos de conmutaci6n pero los valores m:;imos de tensiones de rupturainversa usuales en los &iristores se tornan inalcan?ables3 Como en este tipo de &>B laHuntura de :nodo no puede blo@uear tensiones inversasB la capacidad de soportarlas recaeen la Huntura ate1C:todo3 Juntura cu=a tensi6n de avalancha se encuentra en el orden delos /.VB por lo @ue normalmente los &> del tipo asimAtrico presentan una capacidad deblo@ueo de tensiones inversas del orden de los %,V3 n8 p K n p8 n8 p8 n8 p8 Figura %%3/La tercer 5amilia de &> presente en el mercado son los denominados de Mconducci6ninversaB denominaci6n derivada por presentar integrado en la misma pastilla un diodo enantiparalelo3El proceso de encendido de un &> es an:logo al de los &irisitoresB pero a di5erencia de losmismosB los &> pueden ser apagados mediante la in=ecci6n de una corriente negativa de '/ • '(3 gateB la @ue constriGe la circulaci6n de la corriente hacia el centro de cada meseta de c:todohasta @ue es 5inalmente cortada Mpinched1o553 La relaci6n entre la corriente de :nodo ainterrumpir = la corriente inversa de gate se denomina ganancia de apagadoB presentandogeneralmente un valor pe@ueGoB típicamente ( a $B por lo @ue se re@uieren pulsos negativosde gran amplitud para apagarlos3La ganancia de apagado puede incrementarse reduciendo la suma de las ganancias de lostransistores pnp = npn @ue constitu=en el par realimentado base tanto del &> como decual@uier otro &iristor3 Disminuci6n de ganancia @ue a5ecta la per5ormance de encendidoBpor lo @ue el diseGo debe resolver esta situaci6n de compromiso3%%3(31 Principio de 5uncionamiento%%3(3%31 EncendidoEn el caso de los &iristoresB para iniciar el proceso regenerativo se utili?a una pe@ueGacorriente de gate del orden del ampereB la @ue luego se distribu=e sobre toda el :rea de lapastillaB permitiendo la circulaci6n de miles de amperes3 Sin embargo el crecimiento de lamisma debe encontrarse limitado a unos cientos de amperes por microsegundo3Los &> re@uieren una mucho ma=or corriente de gate dado @ue muchos &iristoresindividuales deben ser disparados en paralelo3 Si el procedimiento de encendido esreali?ado adecuadamente con un pulso de amplitud su5icienteB todos los &iristoresindividuales se encienden simult:neamente3 No e;iste el 5en6meno de distribuci6n sobre el:rea de la pastilla = la corriente de :nodo puede establecerse a una velocidad del orden delos miles de amperes por microsegundo3Dependiendo del di:metro de la pastilla = de la di#dt deseadaB los pulsos de encendidopueden variar entre unas pocas decenas a cientos de amperes3El tiempo de encendidoB t>N o tgtB se de5ine como el tiempo necesario para @ue la corrientede :nodo alcance el +.[ de su valor m:;imoB medido a partir del instante de la aplicaci6ndel pulso positivo de disparo de gate3 El
tiempo de conducci6n se encuentra integrado pordos componentesB el tiempo de retardo td = el tiempo de crecimiento tr3 El primero es ellapso medido entre la aplicaci6n del pulso de gate = cuando la corriente alcan?a el %.[ desu valor 5inal3 Por su parte tr se aHusta a la de5inici6n usual de un tiempo de crecimientoBsiendo el necesario para @ue la corriente varíe entre el %. = el +.[ de su valor 5inal3%%3(3/31 Conducci6nEl proceso regenerativo de encendido descriptoB in=ecta un elevado n2mero de electrones =huecos desde los emisores a las regiones de base p = nB las @ue resultan saturadas deportadores de carga3 La concentraci6n resultante de portadores supera holgadamente laconcentraci6n de dopado de estas regionesB por lo @ue el &> comparte con los &iristoresuna baHa caída directa = una alta capacidad de conducir picos de corriente3%%3(3(31 pagadoEl proceso de apagado de los &> se inicia por una corriente negativa de gate3 Debido a laalta conductividad de la base pB los huecos procedentes del :nodo son parcialmentederivados al contacto de gate polari?ado negativamente3 Durante el primer componente deltiempo de apagadoB denominado tiempo de almacenamiento tsB la corriente de :nodoprogresivamente se distribu=e en 5orma de 5ilamentos de corriente hacia el centro de lossegmentos de c:todo hasta @ue Astos son 5inalmente cortados Mpinched1o553 partir de '( • ''3 ese instante la corriente de :nodo cae r:pidamente = ambas Hunturas pn recuperan sucapacidad de blo@ueo3 El tiempo @ue tarda la corriente de :nodo en evolucionar desde el +.al %.[ de su valor inicialB se denomina t5B tiempo de caída = @ue sumado al ts constitu=e eltiempo de apagado to55 o tg@3 El tiempo de almacenamiento ts se de5ine como el tiempore@uerido por la corriente de :nodo en decrecer al +.[ de se valor m:;imo medido a partirdel instante de aplicaci6n del pulso negativo de apagado3La 5ilamentaci6n de la corriente hacia el centro de las mesetas de :nodo reduce el :reaactiva de la pastilla durante el proceso de apagado3 Esta no sería una signi5icativa limitaci6nsino se combinara con la tendencia de los 5ilamentos de corriente a conmutar hacia a@uellas:reas de c:todo distantes de la corriente de apagado de gate3 Esta redistribuci6n de lacorriente de c:todo continua durante el tiempo de almacenamiento decenas demicrosegundosB = culmina con el crecimiento de la tensi6n de :nodo = la caída de lacorriente de c:todo3 Es esta 5ase la @ue re@uiere de la presencia de un circuito Msnubber enparalelo con el dispositivo para limitar la velocidad de crecimiento de la tensi6n de :nodoentree los $.. = %...V#useg3 Estas protecciones son circuitos simples de tres elementosCRD en paralelo con el &>3 El valor del condensador C se determina a partir de lacorriente a conmutar = de la dv#dt3 Durante el apagado el condensador C se cargaabsorviendo la corriente de :nodo3 Luego del encendido el condensador se descarga conuna corriente limitada por el valor de la resistencia3 Esta operaci6n signi5ica pArdidas de CV/B @ue al aumentar la 5recuencia pueden volverse signi5icativasB pero debe tenerse encuenta @ue los circuitos Msnubbers no son solo un re@uerimiento de per5ormance sino deseguridad3El emisor pB de un &> asimAtrico convencional contiene islas n8B o Manode shortsBdistribuidos con un patr6n similar a la segmentaci6n del lado del c:todo3 Estas islas limitanla ganancia del emisor de :nodo 5acilitando tanto el proceso de apagado como reduciendolas pArdidas de apagado al suministrar un paso de baHa impedancia para los portadores decarga durante este tiempo3%%3(3'31 CorteEn el estado de corteB el &> practicamente no dispone de cargas libres3 na tensi6ndirecta aplicada por el circuito e;terior es soportada por la Huntura central npB mientras @uepolari?aciones inversas de gate son soportadas por la Huntura pn ate1
C:todoB cu=o valorde ruptura es del orden de los /. V3 En el caso de los &> del tipo asimAtricoB esta mismaHuntura debe tambiAn blo@uear las tensiones inversas =a @ue la Huntura pn de :nodo nopuede soportarlas debido al proceso de Manode shorted3%%3'31 &> Re@uerimientos de disparo por ateLos re@uerimientos de e;citaci6n de gate de un &> inclu=en las siguientes cuatro5unciones%3 Encender al &> mediante un elevado pulso de corriente I9/3 9antenerlo en conducci6n mediante la provisi6n permanente de una corriente directa mientras se encuentre en este estado3 Corriente comunmente conocida como Mbac1 porch current(3 pagar al &> mediante un elevado pulso de corriente negativa IO'3 segurar su capacidad de blo@ueo en el estado de corteB mediante una polari?aci6n inversa de gateB o al menos mediante la vinculaci6n de los terminales de gate = c:todo por una resistencia de baHo valor3 '' • '$3 n cuidadoso diseGo del circuito e;citador de gate es indispensable para una operaci6ncon5iable3%%3'3%31 EncendidoLa altamente entrela?ada estructura de gate de los &> re@uiere un disparo de gate deelevada corriente inicial3 El pulso de encendido de gate = sus par:metros mas importantesse indican en la 5igura siguiente Figura %%3(Valores mínimos de I9 = de di#dt pueden ser e;traidos de las hoHas de datos de losmanuales3 Para la mínima temperatura ambiente de arran@ue del dispositivoB una primeraestimaci6n es tomar la I9 re@uerida en $ veces el valor de I&B sin superar los valores deIF9 = PF9 especi5icados por el 5abricante3 modo de eHemploB un &> con I& Q ( /$CB re@uiere una I9 Q /. a dichatemperaturaB = de -. para asegurar su operaci6n hasta los Z'.CB para los valores detensi6n de :nodo = de di#dt especi5icados en la hoHa de datos $. [VDR9 = (.. a $..#useg30aHos valores de I9 redundan tanto en ma=ores tiempos de conmutaci6nB así como enincrementar las perdidas de encendido3 En particularB el e5ecto sobre las pArdidas deencendido depende del tipo de dispositivoB siendo mas signi5icativo en los de menor tensi6ndonde la energía disipada en el proceso de encendido es debida principalmente del tiempode conmutaci6n3 El valor de la velocidad de crecimiento de la corriente de gateB di#dtB esotro importante 5actor a ser considerado3 Su valorB @ue debe ser al menos el $[ del valor delcrecimiento de la corriente de :nodoB di#dtB debe tambiAn ser superior al proporcionado enlas hoHas de datos3 Idealmente un valor igual o ma=or al suministrado debe ser el utili?adoB=a @ue valores menores a la mitad del especi5icado pueden tener un e5ecto determinante enel incorrecto encendido del dispositivo3 Es poco probable @ue se alcance un valor peligrosode di#dt debido a las limitaciones impuestas por la inductancia del circuito e;ternoB sinembargo puede considerarse un m:;imo valor de %..#us para la ma=oría de lasaplicaciones3 El valor de di#dt a5ecta las pArdidas de encendido en 5orma similar a loe;presado para I9La duraci6n del pulso no debe ser in5erior al $.[ del mínimo tiempo de encendidosuministrado en las hoHas de datos3 Como se indica en la 5igura %%3(B solo el tiempo cuandoI " .B) I9 debe ser considerado3 Se re@uiere un período ma=or si se emplea un menorvalor de di#dt para la corriente de :nodoB de 5orma tal de mantener I9 hasta @ue la corrientede :nodo se estable?ca completamente3Es evidente @ue los &> re@uieren valores de corrientes de encendido mu= superiores a lasde otros miembros de la 5amilia de los &iristores3 Pero por otra parte en los &>B debido a laelevada segmentaci6n de c:todoB la conducci6n sobre la totalidad del :rea de c:todo se '$
'-3 produce dentro de unos pocos microsegundos en oposici6n al orden de los milisegundosre@ueridos por los &iristores convencionales3 Este e5ecto @ue implica un elevado tiempo depropagaci6nB eleva las pArdidas de encendido = limita los valores permitidos de di#dt no seencuentra presente en los &>3%%3'3/31 Conducci6nPara asegurar el correcto 5uncionamiento del &> en el período de conducci6nB = @ue no seprodu?ca una apagado indeseadoB debe aplicarse durante todo este períodoB = en en 5ormapermanenteB una corriente directa de gate3 Valor de corriente @ue debe incrementarsde si seprevA la ocurrencia de amplias variaciones negativas en la di#dt3 El valor de I puedereducirse una ve? @ue el dispositivo se ha calentado3%%3'3(31 pagadoLa per5ormance de apagado de un &> se encuentra mu= in5luenciada por lascaracterísticas del circuito de gate utili?ado a este e5ecto3 En consecuenciaB especialcuidado debe tenerse en aparear las características del circuito a las del dispositivo3 continuaci6n se indican en la 5igura %%3' los principales par:metros de apagado Figura %%3'Durante el período inicialB la carga de gate OO debe ser eliminada3 Esta carga es una5unci6n del dispositivo = se encuentra solo marginalmente in5luida por el circuito e;terior porlo @ue su duraci6n se encuentra determinada por el valor de la diO#dt3 Este valor @uedadeterminado por el valor de la inductancia presente en el circuito de apagado = debecontrolarse para mantenerlo dentro de los valores 5iHados por el 5abricante3>tros par:metros asociados con este primer período de apagado son el pico @ue alcan?a lacorriente inversa de gate IO = el tiempo de almacenamiento ts o tO3 Estos valores sí sona5ectados por el circuito e;terior3 Para valores baHos de la resistencia e@uivalente serie delcircuito de gateB se obtienen gr:5icas como las indicadas en tra?o lleno el la 5igura %%3$3 lincrementarse el valor de la resistencia se obtienen las correspondientes a las líneas detra?os3 OO se mantiene pr:cticamente inalterado3 '• ',3 Figura %%3$na ve? 5inali?ado el proceso anteriorB a pesar @ue la corriente de c:todo se hainterrumpidoB contin2a circulando una corriente de :nodo @ue se cierra a travAs del gate3Esta corriente de terminaci6n denominada de MtailB decae luego e;ponencialmente a medida@ue las cargas desaparecen por recombinaci6n3 Esta corriente circula con una =a elevadatensi6n de :nodo por lo @ue las pArdidas pueden ser considerables3 Solo cuando la corrientede terminaci6n ha desaparecidoB el &> recupera completamente sus capacidades deblo@ueo3%%3'3'31 0lo@ueoDurante el período de blo@ueoB @ue como se e;pres6B comien?a una ve? desaparacida lacorriente de MtailB se recomienda mantener el gate polari?ado con una tensi6n inversasuperior a los / voltios para asegurar la m:;ima capacidad de blo@ueo = protecci6n 5rente adv#dt3 9ínimamente debe mantenerse al gate vinculado con el c:todo mediante unaresistencia de baHo valor3 ', • ')3 %%3$31 &> Parametros caracteristicos K Figura %%3-En la 5igura %%3se indica el símbolo @ue representa a un &>3 Los &> presentan valorestípicos de las siguientes magnitudesVDR9 Q /$.. a '$.. V 9:;ima tensi6n directa repetitiva con &> apagadoVRR9 Q %, o /$.. a '$.. V 9:;ima tensi6n inversa repetitivaI&O9 Q -.. a %-.. 9:;ima corriente controlable en el estado de conducci6ndi#dt Q '..#useg 9:;imo crecimiento de la corrientedv#dt Q $.. a %...V#useg 9:;imo crecimiento de la tensi6nV&9 Q /B$ a 'B$ V I&O 9:;ima caída de tensi6n directar& Q % a ( mohm Resistencia del estado de conducci6nI& Q % a ( Corriente de disparo de gateV& Q %B$ V &ensi6n de disparo de gatetO Q %. a /. useg &iempo de •
apagadoSe de5inen a continuaci6n todos los par:metros @ue los caracteri?an = se adHunta al 5inal delapartado la hoHa tAcnica de un &> de %... = '$..V3 En la misma puede apreciarse @ueadem:s de los valores m:;imos = mínimo de operaci6n permitidos se inclu=en gra5icassimilares a las =a vistas al tratar el tema de &iristores3%%3$3%31 Características de 0lo@ueoB directo e inversoVDR9 9:;ima tensi6n repetitiva en sentido directoEl &> puede blo@uear esta tensi6n a 5recuencias de líneaB $. o -. X?3 Debe considerarsecomo un valor m:;imoB =a @ue si es e;cedido puede producirse un embalamiento tArmicodebido al incremento de las corrientes de pArdida = de la potencia disipadaB con laconsecuente degradaci6n de la capacidad de blo@ueo3 La tensi6n especi5icada es soportadasolo con el gate polari?ado negativamente o vinculado al c:todo por una resistencia de baHovalor3VRR9 9:;ima tensi6n repetitiva en sentido inversoPara todos los &> del tipo asimAtrico este valor es del orden de los %, VB determinado porla tensi6n de ruptura ate1C:todo3 Los de tipo simAtrico presentan valores similares a VDR93La m:;ima tensi6n repetitiva en sintido inverso puede ser moment:neamente e;cedida sinprovocar la destrucci6n del &>3VDS9 9:;ima tensi6n no repetitiva en sentido directo9:;imo pulso de tensi6n directo de duraci6n in5erior o igual a $ msegB con una tensi6ninversa de gate especi5icada3VRS9 9:;ima tensi6n no repetitiva en sentido inverso9:;imo pulso de tensi6n inversa de duraci6n in5erior o igual a $ msegB con una tensi6ninversa de gate especi5icada3 ') • '+3 IDR9B IRR9 9:;imas corrientes de pArdidas cuando el &> se encuentra blo@ueado a I& dt = para operaci6n menor @ue mediociclo senoidal3 Se utili?a para la coordinaci6n de 5usibles3V&9 9:;ima caida directa en conducci6n39edido a la m:;ima tremperatura de operaci6n = con corriente de :nodo igual a I&93IX Corriente de mantenimientoValor de la corriente de :nodo por encima de la cual no se re@uiere corriente de gate paramantener la conducci6n3 Este valorB del orden de % a (. B es mu= superior a los .B% a% de los &iristores convencionales3 Debe cuidarse @ue la corriente de :nodo no decre?capor debaHo de este valor en ning2n momento de su operaci6n para evitar apagadosindeseados3 Este problema se minimi?a mediante la aplicaci6n en 5orma continua decorriente de gate durante todo el período de conducci6n3 Se recomienda la aplicaci6n al gatede una corriente un /.[ superior a la corriente de disparo I&3%%3$3(31 Características de gateI&B V& 9ínimas corriente de gate para provocar el encendido = caída de tensi6n ate1C:todo cuande circula I&3I& especi5ica la mínima corriente de gate necesaria para asegurar el encendido del &> auna baHa di#dt = mantenerlo en conducci6n independientemente del valor de la corriente de:nodo3 Debe tenerse en cuenta en el diseGo @ue el valor de I& es 5uertemente dependientede la temperatura3IO9 9:;ima corriente negativa de gate de apagadoDebe preverse @ue el circuito de e;citaci6n pueda entregar la corriente re@uerida aun en laspeores condiciones de operaci6n 9:;imas I&OB diO#dt = &H3 Si el circuito de e;citaci6nlimita IO9B se incrementa ts = se compromete seriamente el proceso de apagado3VF9 9:;ima tensi6n directa de gate9:;imo pico de tensi6n @ue puede ser aplicado entre ate1C:todo en sentido directo3VR9 9:;ima tensi6n inversa de gate9:;imo pico de tensi6n @ue puede ser aplicado entre ate1C:todo en sentido inverso3E;ceder esta tensi6n provoca la ruptura en avalancha de la Huntura pn ate1C:todo3 Estevalor puede ser moment:neamente superado si se limita el valor de la corriente3 ∫ VDR9= VRR9 respectivamenteSe miden mediante la aplicaci6n de
pulsos senoidales de %. mseg a &Hma; = en condicionesde gate especí5icas3%%3$3/31 Características de Conducci6nI&V9B I&R9S 9:;imas corrientes promedio = e5ica? de conducci6nValores medio = e5ica? de corriente @ue elevan la temperatura de la Huntura desde el valor deensa=o por eHemplo )$WC a la m:;ima soportada por eHemplo %/$WC3 Los valores demedici6n pueden variar seg2n el 5abricante3I&S9 9:;ima corriente de pico no repetitiva para pulsos senoidales de %. mseg = % mseg deduraci6n3Durante la sobrecarga la temperatura en la Huntura sobrepasa su &Hma;B perdiendo sucapacidad de blo@ueo nominal3 En consecuencia el valor de I&S9 especi5icado es v:lido solopara tensiones directas o inversas nulas luego del impulso3I/t 9:;ima integral de la corriente de cargaLa de5inici6n de este par:metro es en realidad '+ • $.3 IF9 Corriente de pico repetitiva directa de gate9:;imo valor de corriente directa ate1C:todoIR9 Corriente de pico repetitiva inversa de gate9:;imo valor de corriente inversa ate1C:todoPF9 = PV Potencia de pico = promedio de gate con conducci6n directa39:;ima potencia @ue puede ser disipada en ate1C:todo cuando el &> se encuentra en elestado de conducci6n3PR9 = PRV Potencia de pico = promedio de gate con conducci6n inversa39:;ima potencia @ue puede ser disipada en ate1C:todo con conducci6n inversa3%%3$3'31 Características de Encendidodi#dt 9:;ima velocidad de crecimiento de la corriente de :nodo3El valor de di#dt es 5uertemente dependiente de la e;citaci6n de gate de su velocidad decrecimiento di#dt = de su amplitud I93 na adecuada e;citaci6n asegura @ue todos lossegmentos de c:todo son encendidos simult:neamente = en corto tiempo impidiendo la5ormaci6n de puntos calientes @ue pueden destruir al &>3 En consecuencia los valores dedi#dt e I9 deben ser considerados valores mínimos = deben utili?arse valoressensiblemente superiores en condiciones de operaci6n @ue re@uieran una elevada di#dt3tdB tr Retardos de encendido = tiempo de caída de la tensi6n de :nodo respectivamente3mbos valores pueden ser modi5icados por el usuario mediante el diseGo de la e;citaci6n degate3 Elevados valores de di#dt e I9 no solo reducen ambos tiempos sino @ue disminu=enlas di5erencias por dispersi6n de características entre dispositivos3 Esta condici6n esespecialmente importante en aplicaciones de &> en serie o donde deba minimi?arse elMHitter para por eHemplo reducir la distorci6n arm6nica3t>N o tgt 9ínimo tiempo re@uerido por un &> para establecer una corriente homogenea de:nodoSe re@uiere tambiAn @ue transcurra este tiempo antes @ue el &> se encuentre encondiciones de poder interrumpir la circulaci6n de la corriente nominal de :nodo3NormalmenteB el &> tiene conectado un circuito Msnubber de protecci6n para el apagado3Durante el encendidoB el capacitor del circuito Msnubber debe descargarse para estar encondiciones de proteger al &> por dv#dt al cortarse3 En consecuencia al tiempo de t>N debeadicion:rsele el re@uerido para @ue el capacitor del Msnubber se descargue3E>N Energía de encendido por pulsoDe5inida como E>N Q I& t V& t dtB integrada en un período dadoB generalmente de /. useg3%%3$3$31 Características de apagadoI&O9 9:;ima corriente da :nodo @ue puede ser interrumpida en 5orma repetitiva por unacorriente negativa de gateEl valor de I&O9 es una 5unci6n del valor de al capacidad CS del Msnubber = de suinductancia LSB @ue debe ser in5erior a .B( uX3 CS limita la dv#dt en el momento de apagado =un baHo valor de inductancia limita la espiga de sobretensi6n VDR93 &anto e;cesivos valoresde dv#dt o de VDR9 pueden producir la ruptura en avalancha
debido a @ue mientras aumentala tensi6n sobre el &> a2n circula por el :nodo la corriente Itail @ue tiene un valorsigni5icativo3 El valor de diO#dt tambiAn in5lu=e en el de I&O93 Valores elevadosB ma=ores a $. • $%3 (. #usegB aseguran un apagado homogeneo 3 No e;iste un m:;imo para diO#dtB valoresmu= elevadosB de %.. a %... #usegB incrementan considerablemente I&O93dv#dt Crecimiento crítico de la tensi6n de :nodo9:;ima velocidad de crecimiento de la tensi6n de :nodo aplicable a un &> apagado @ueno lo cambia al estado de conducci6nBts &iempo de almacenamiento entre el comien?o de la corriente negativa de gate = el iniciodel descenso de la corriente de :nodo3El tiempo de almacenamiento ts es una 5unci6n directa de I&O = &H e inversa de diO#dt3 Laadecuada consideraci6n de este tiempo es 5undamental en circuitos convertidores = puedeprovocar un 5uncionamiento incorrecto si no es debidamente considerado3 Por eHemplocortos entre columnas si no se produce el apagado de un &> antes @ue otros seenciendan o distorci6n arm6nica debido a MHitter debido a ts3 &ambiAn debe considerarse lain5luencia de ts cuando se conectan &> en serie3 Variaciones de ts pueden conducir aasimetrías de tensi6n al momento del apagado debido a sobrevoltaHes en a@uellosdispositivos @ue se apaguen primero3t5 tiempo de caída de la corriente de :nodo3Valor propio del dispositivo = @ue pr:cticamente es independiente de par:metros e;ternos =del control de gate3to55 o tg@ 9ínimo tiempo antes @ue el &> pueda ser nuevamente encendido por un pulsopositivo de corriente de gate3Si el dispositivo es encendido durante este tiempo e;iste el riesgo de su destrucci6n debidoa encendido locali?ado3 Sin embargoB el to55 puede reducirse si el pulso de disparo de gatees lo su5icientemente elevado3Eo55 Energía de apagado por pulso3De5inida como E>FF Q I& t VD t dtB integrada en un período dadoB generalmente de '.useg3%%3$3-31 Características &ArmicasComparten las mismas de5iniciones @ue otros dispositivos de potencia como&H &emperatura de HunturaRthJC Resistencia tArmica Huntura c:psulaRthC9 Resistencia tArmica c:psula montaHethJC Impedancia tArmica Huntura c:psula
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