Variantes del SCR
abril 29, 2020Existen otros dispositivos de cuatro capas cuyo modo de funcionamiento es similar a la de un SCR. En esta sección se realiza una breve descripción de las variantes del SCR más importantes.
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Foto-SCR o LASCR
El foto-SCR o SCR activado por luz (light activated SCR o LASCR) es, como su propio nombre indica; un SCR cuyo disparo es controlado por luz. Cuando la luz incidente es suficientemente intensa, el SCR se dispara y permanece en conducción aunque desaparezca esa luz.
En la figura 12.15.a se muestra su símbolo y en la figura 12.15.b aparece una aplicación sencilla del foto-SCR; con una resistencia ajustable que controla la intensidad de luz incidente de disparo.
Un ejemplo de un LASCR es el SP-101 de SunPower que se activa cuando la luz incidente es de 24mW/cm 2 .
GTO
El GTO o Gate Turn-Off SCR es un tiristor y otra de las variantes del SCR; que puede ser disparado con un pulso positivo a su terminal gate y bloqueado si se aplica un impulso negativo a ese mismo terminal.
El GTO se emplea actualmente en muchas aplicaciones interesantes en el dominio de altas potencias cuyo control se realiza fácilmente mediante transistores bipolares.
Los bajos requerimientos de potencia de su control facilitan la aplicación de técnicas de modulación de anchura de pulsos. En la figura 12.16 se indica su símbolo.
El MGTO1000/2000 de Motorola es un GTO diseñado para aplicaciones de alta velocidad y es capaz de proporcionar hasta 18 A.
PUT
El PUT o “programmable unijunction transistor” perteneciente a la familia de los dispositivos uniunión y sus características son similares al SCR. En la figura 12.17.a se indica su símbolo.
Es un dispositivo de disparo ánodo-puerta (anode-gate) puesto que su disparo se realiza cuando la puerta tenga una tensión más negativa que el ánodo; es decir, la conducción del PUT se realiza por control de las tensiones en sus terminales. Como ejemplo sencillo, la figura 12.17.b muestra el esquema de un oscilador de relajación basado en este dispositivo.
La tensión de puerta está fijada a un valor constante a través de las resistencias R 1 y R 2 . Si inicialmente el condensador está descargado, la tensión del ánodo es menor que la de la puerta (V A <V G ) y el PUT está cortado. En estas condiciones, el condensador se carga a través de R aumentando la tensión del ánodo.
Llegará un momento en que V A =V G y, en ese instante, se dispara el PUT el cual descarga bruscamente el condensador C produciendo una caída de tensión en la resistencia R o .
Si R y R o tienen un valor que impida circular a través del PUT la corriente de mantenimiento mínima de conducción el dispositivo se cortará y el condensador se carga nuevamente a través de R repitiéndose el proceso.
TRIAC
Un TRIAC (TRIode for Alternative Current) es otra de las variantes del SCR; que es bidireccional que se comporta como dos SCR en paralelo e invertidos; de tal manera que este dispositivo puede controlar corriente en cualquier dirección.
Normalmente, tiene una tensión de ruptura alta y el procedimiento normal de hacer entrar en conducción a un TRIAC es a través de un pulso de disparo de puerta (positivo o negativo). La figura 12.18.a muestra su símbolo y la figura 12.18.b su modelo equivalente basado en dos SCR conectados en oposición.
Ejemplos típicos de TRIACS: BT136 (de 5 A) y el BT138 (16A) de Philips y la serie MAC de Motorola con corrientes de 8A (MAC97-8) hasta 350 A (MAC224A4).
Otras variantes del SCR – TRIAC con acoplado óptico
Los TRIACs acoplados ópticamente combinan un diodo emisor de luz (LED) con un TRIAC foto-detector (foto-TRIAC) dentro de un mismo encapsulado opaco con un esquema mostrado en la figura 12.19.
Al no existir conexión eléctrica entre la entrada y la salida, el acoplo es unidireccional (LED al foto-TRIAC) y permite un aislamiento eléctrico entre ambos dispositivos de hasta 7500 V (typ). Figura 12.19. Esquema de un opto-TRIAC.
Además, algunos foto-TRIAC incluyen una circuito de detección de paso por cero que permite sincronizar señales de la red eléctrica con señales de control del LED para ajustar el ángulo de conducción.
Como ejemplo de estos circuitos se encuentra el MOC3009 (Motorola) que necesita una corriente en el LED de 30mA para disparar el foto-TRIAC o el MOC3021 (Motorola) que únicamente requiere 10mA.
Cuando el LED está apagado, el foto-TRIAC está bloqueado conduciendo una pequeña corriente de fuga denominada I DRM (peak-blocking current).
Cuando el diodo conduce, dispara al foto-TRIAC pudiendo circular entre 100mA y 1A. Al no ser un dispositivo que soporte grandes niveles de potencia, el propio foto-TRIAC en muchos casos actúa sobre el control de un TRIAC de mucho mayor potencia, tal como se indica en la figura 12.20.
En este circuito, una señal digital (por ejemplo, una señal de un microcomputador) activa el opto-acoplador que a su vez activa el TRIAC de potencia conectado a la red eléctrica; el valor de R está comprendido entre 50Ω y 500Ω.
