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ELECTRÓNICA Y AUTOMATISMOS
2º Curso de Instalaciones Electromecánicas Mineras
Tema 1 Componentes Electrónicos Tiristores
Profesor Javier Ribas Bueno
Nota La mayor parte de esta presentación ha sido
desarrollada por Manuel Rico Secades http//www.at
e.uniovi.es/manuel
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Componentes electrónicos El tiristor

• Introducción
• El rectificador controlado de silicio o SCR
• Estados de bloqueo y conducción
• Ejemplo de aplicación control de fase
• El TRIAC
• El DIAC
• Otros tiristores
• Fabricantes de tiristores

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Introducción
TIRISTORES (Thyristor)
Los tiristores son dispositivos especialmente
populares en Electrónica de Potencia. Son sin
duda los dispositivos electrónicos que permiten
alcanzar potencias mas altas, son dispositivos
realmente robustos.
En 1956 se desarrollo el primer Tiristor Bell
Telephoned Laboratory. Inicialmente fue llamado
Transistor PNPN (hoy conocido como SCR)
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Introducción definición y tipos
- Dispositivo de 4 capas con estados estables de
conducción y bloqueo - Interruptor de potencia
muy alta - Potencias y tensión muy altas -
Frecuencias de conmutación no superiores a 2kHz
SCR (Silicon Controlled Rectifier).
Interruptor unidireccional GTO (Gate
Turn-off) Interruptor unidireccional. Apagado
por puerta TRIAC (Triode AC) Interruptor
bidireccional DIAC (Diode AC) Interruptor
bidireccional ( Control de tiristores)
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Símbolo
A
C
Siempre es de Silicio. El SCR es el tiristor por
excelencia
(Cátodo)
(Ánodo)
G
(Puerta)
IA
E
B
C
IG
C
B
VB
VAC
E
Estructura Interna y circuito equivalente
Característica
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
(Ánodo)
A
Estado de bloqueo
IA

• Soporta tensión inversa

y tensión directa
G
(Puerta)

• Si se introduce un pulso de corriente por puerta

C
(Cátodo)
o la tensión alcanza el valor de ruptura directa
VB
VAC
Estado de conducción
im Corriente de mantenimiento

• Conduce corriente directa

y se mantiene en conducción siempre que la
corriente esté por encima de im
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
A
G
C
8
El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Podemos decir que es un interruptor
unidireccional que se cierra con un pulso de
corriente de puerta (disparo) y se abre cuando la
corriente pasa por cero
A
A
A
G
G
C
C
MODELO IDEAL DE UN SCR
NOTA El disparo por tensión directa (VB) se
considera indeseable y, como norma general, debe
seleccionarse el SCR para que esto no ocurra
G
C
9
SCR Ejemplo de control de fase
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SCR Algunos ejemplos
TO 209 AD B 7
TO 200 AF B 20
TO 208 Ac B 2
500 V 24A
1300 V 1800A
500 V 100A
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
EL SCR es el dispositivo electrónico mas robusto
que existe. Puede manejar tensiones y corrientes
realmente impresionantes. Algunos ejemplos son
realmente espectaculares.
Unos de los 12 SCR para un pequeño
rectificador trifásico de 500 MW y 500
KV (Inga-Shaba, ZAIRE)
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TRIAC Triode AC
IT
Símbolo
IG
VB
-VB
VT
IG
Estructura Interna
NOTA Se puede disparar con pulsos positivos o
negativos de corriente en puerta
Característica
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TRIAC Triode AC
T2
T2
G
G
T1
T1
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TRIAC Un modelo ideal sencillo
Podemos decir que es un interruptor bidireccional
que se cierra con un pulso de corriente de puerta
(disparo) y se abre cuando la corriente pasa por
cero. La puerta es ahora bidireccional (2 diodos
en anti-serie)
T2
G
T1
MODELO IDEAL DE UN TRIAC
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TRIAC Ejemplo de control de fase
IT(RMS) 12A
VDRM VRRM 700 V
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DIAC Diode AC

• Dispositivo auxiliar (p.e. disparo de
  tiristores)
• Sólo se puede disparar por sobretensión
• Soporta picos de corriente elevados
• Se debe conocer la Tensión de cebado (p.e. 33V
  en el DB3)
• DB3 Diac comercial muy popular

IT
VB
-VB
VT
Característica
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DIAC Diode AC
Podemos decir que es un interruptor que se cierra
por tensión (Tensión de ruptura) y permanece
cerrado hasta que la corriente por el pase por
cero (corriente de mantenimiento)
T2
T1
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DIAC Algunos elementos similares
Recinto de descarga
Gránulos de óxidos metálicos sinterizadas (Óxido
de cinc, etc)
DESCARGADOR DE GAS
VARISTOR
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DIAC Uso como elemento de protección
Sobretensión
I
F
Equipo a proteger
Ve
TRIAC, VARISTOR, DESCARGADOR,...
NOTA El VARISTOR es el elemento mas popular para
esta aplicación
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DIAC Ejemplo de uso
Ejemplo Control de TRIAC con DIAC (Típico
regulador de luz de salón)
Carga
R1
A2
R1 0 , máxima potencia R1 Elevada, mínima
potencia
R2
R3
G
I
G
A1
C
TRIAC controlado por DIAC (Montaje simplificado)
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Otros tiristores el GTO (Gate Turn-off)
La especial estructura del dispositivo permite el
apagado por puerta (con un pulso negativo). Por
lo demás es similar al SCR.
G
C
Vista desde abajo
Estructura de un GTO simétrico
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• Otros tiristores el LASCR, Tiristor controlado
  por luz.
• Son Tiristores activados por luz
• Utilizados en Alta tensión
• Frecuencias de conmutación de hasta 2KHz
• Tensiones elevadas 6000V y 1500A

NOTA Normalmente disponen de conexiones
especiales para ser disparados con fibra óptica.
Son interesantes en entornos de corrientes y
tensiones elevadas, permitiendo un elevado
aislamiento entre el circuito de potencia y el de
gobierno.
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Algunos fabricantes de tiristores