Tiristores

Especificações de Corrente

As especificações de corrente de um tiristor podem ser divididas em duas classes:

ð  Especificações recorrentes ou periódicas, que se repetem, são aquelas em que o dispositivo é aplicado de uma maneira tal que o máximo valor de temperatura de junção não é excedido.

ð  Especificações não-recorrentes ou não periódicas, são aquelas em que se permite que a máxima temperatura de junção seja excedida por um breve período. Estas especificações aplicam-se a condições eventuais da carga e por um numero limitado de vezes durante a vida útil do componente.

Corrente Acidental ou de Surto I²t

Quando há uma sobrecarga ou falha em um circuito de potencia os Tiristores podem estar sujeitos a temperaturas de junção maiores que a especificada, por alguns instantes. A especificação para este tipo de regime transitório são dadas pelas curvas de I_TSM e de I²t.

Taxa de crescimento da Corrente de Anodo (di/dt)

Quando um SCR é disparado, através da injeção de corrente no gatilho, inicialmente o fluxo da corrente de anodo se concentra em uma área próxima ao gatilho. A área de concentração da corrente espalha por toda a área de catodo a uma taxa de aproximadamente 0,1 mm/µs. Se a corrente de anodo aumentar muito rapidamente, haverá um aquecimento localizado nesta área preferencial, devido à elevada densidade de corrente, resultando em temperaturas extremamente elevadas podendo causar dano definitivo ao tiristor.

Em alguns casos o di/dt ocorre no instante do chaveamento.

O valor de di/dt de um tiristor aumenta se o mesmo for disparado com um pulso de corrente de maior amplitude, uma vez que isto faz com que aumente a área inicial de condução. A colocação de um indutor em série com o SCR (circuito de anodo) amortece esta subida de corrente.

Especificações de Tensão

A corrente de bloqueio é uns dos principais fatores pois é dependente da temperatura e dobra-se a cada 10°C de aumento na temperatura.

Tensão Reversa V_RRM: máxima tensão reversa repetitiva que o SCR pode suportar sem que ocorra ruptura.

Tensão Reversa V_RSM: valor máximo de um transitório de curta duração e não repetitivo de tensão reversa.

Tensão Direta V_DRM: máxima tensão direta repetitiva que o SCR pode suportar sem passar do estado de bloqueio para condução.

Tensão Direta V_DSM:

Máxima tensão direta não repetitiva que o SCR pode suportar sem passar do bloqueio a condução.

Tensão “Break Over” V_BO:

Tensão que determina a passagem do SCR do bloqueio a condução sem aplicação de corrente no gatilho. Além do disparou, está tensão pode provocar dano ao SCR.

Taxa Crítica de Crescimento da Tensão Direta (dv/dt):

O acumulo de cargas na junção P-N central do SCR associa-se a um efeito capacitivo. Se houver uma rápida variação na tensão V_AK pode ocasionar uma corrente que somada a corrente de fuga que circula pelo SCR no bloqueio provocando o disparo acidental do SCR.

Acrescentar um resistor R_GK entre gatilho e catodo cria um caminho alternativo a corrente “criada” por dv/dt. Esta resistência aumenta também a taxa dv/dt especificada para o SCR.

Outra maneira de se evitar o efeito dv/dt é colocar um capacitor em paralelo com o SCR (colocar um resistor em serie com o capacitor para evitar o efeito di/dt). Este arranjo RC é chamado de snubber (para-choque em inglês).

Tempo de Comutação T_q:

Este valor costuma estar nas especificações de dv/dt. Trata-se do valor máximo de dv/dt que se pode reaplicar após intervalo de tempo t_q, contado a partir do instante em que a corrente se anula na comutação, sem que o SCR retorne a condução. A tensão final neste caso é o valor de V_DRM.