Eletrônica Aplicada

Odailson Cavalcante de Oliveira

Diodos de Potência• Possuem maiores capacidades de condução de corrente

e tensões que os diodos de sinal.• Algumas vezes, na prática, apresentam características

diferentes da ideal, não comporta-se exatamente como uma chave.

• Tempo de recuperação reversa : o diodo em condução (polarizado diretamente) e que é imediatamente submetido a uma tensão reversa, ou pelo próprio funcionamento do circuito a corrente direta é reduzida à zero, o diodo continua a conduzir uma corrente reversa (), devido as cargas acumuladas que levam tempo para se neutralizar.

• é a taxa de decaimento da corrente no diodo, um termo que depende da característica do diodo de potência, quanto maior, maior será a corrente de pico reversa .

Diodos Genéricos

• Tempo de recuperação reversa em torno de .

• Aplicado em casos onde o tempo de recuperação reversa não é crítico– Retificadores e conversores

de até • Corrente menor que • Tensão de .

Diodos de Recuperação Rápida

• Tempo de recuperação reversa em torno de .

• Aplicado em casos onde o tempo de recuperação reversa é crítico– Conversores CC-CC e CC-

CA• Corrente menor que • Tensão de .

Diodos Schottky

• O efeito de recuperação não é dependente de , tendo um tempo de recuperação menor que os diodos genéricos e os rápidos

• Tensão máxima limita a .• Corrente varia entre .• Ideal para fontes de alimentação

CC de altas correntes e baixas tensões

• Aumentam a eficiência em fontes de baixa corrente.

Circuito Chopper

• Se a chave CH for ligado em e permanece ligado, a corrente alcançará o valor de .

• No momento que a chave for desligada em , o diodo conduzirá um corrente residual devido a carga .

• Se a chave CH for ligada novamente o diodo será o curto-circuito, devido o tempo de recuperação. Podendo fazer com que um elevada corrente flua nos diodos e , danificando-os.

• Para resolver esse problema é conectado um indutor de limitação .

• Um capacitor em série com um resistor é conectado em paralelo com o diodo para absorver os picos de tensão que podem surgir devido a indutância

Circuito Chopper

TiristoresNão-condução (Estado Desligado):• Bloqueio direto : a tensão em A é (+) em relação à B, logo as junções e

se polarizam diretamente, mas a junção , reversamente.• Bloqueio reverso: a tensão em A é (-) em relação à B, logo as junções e se

polarizam reversamente, mas a junção , diretamente.

Condução (Estado Ligado):• Ruptura por avalanche: Se a tensão (Tensão de ruptura direta) e a

corrente no tiristor for maior que a corrente de travamento .– é a mínima corrente que deve circular após o tiristor está conduzindo e a

corrente no gatilho ter sido removida.– Ligar o tiristor desta forma pode danificá-lo. Na prática deve-se ter

• Uma vez conduzindo, o tiristor permanecerá em condução como um diodo comum. A corrente no tiristor ser maior que corrente de manutenção . E caso contrário ele voltará ao bloqueio direto.

• Corrente no Gatilho: quando um sinal de corrente é aplicado no Gatilho G, e a corrente no tiristor for maior que , ele passa a conduzir, mesmo que esse sinal no gatilho seja removido.

Modelo do Tiristor• Realimentação positiva:• Quando aplicado uma pequena

corrente , a corrente na base fará com que o transistor conduza.

• conduzindo, , a corrente na base de , fará conduzir.

• conduzindo , aumentará , que por sua vez também aumentará a corrente na base , fazendo conduzir ainda mais.

• O processo se repetirá fazendo com que os dois transistores cheguem a saturação. Mesmo se a corrente for zerada.

• Mas se a corrente for zerada com , os transistores sessarão a condução.

Disparos de Tiristor• A junção apresenta um efeito

capacitivo entre e , representado pelo capacitor na figura.

• Qualquer variação brusca na tensão (também chamado de elevado), como ligar da chave , fará com que o capacitor absorva essas variações fazendo uma corrente circular no gatilho, resultando num disparo do tiristor, através do processo descrito anteriormente.

• Snubber: é um circuito que absorve as variações bruscas de tensão, impedindo o disparo acidental do tiristor.

Outros disparos

• Temperatura: um aumento na temperatura poderá fazer com que as pequenas correntes reversas aumentem, resultando num disparo do tiristor.

• Luz: a luz que incide sobre uma brecha adequadamente colocada no tiristor pode disparar o tiristor.

Proteção contra

• O indutor tem função de limitar a corrente no tiristor, no caso de religamento do tiristor e o diodo está conduzindo.

Critérios para projetos com Tiristores

• O sinal do gatilho deve ser removido após o disparo do tiristor, um sinal contínuo aumentará as perdas.

• Na polarização reversa, não deverá ter corrente no gatilho.

• A largura do pulso no gatilho deverá ser maior que o tempo necessário para que a corrente no tiristor supere a corrente de manutenção

Principais Características do Tiristor• Tensão direta de ruptura () • Máxima tensão reversa () • Máxima corrente de anodo (): pode ser dada como valor RMS, médio, de pico e/ou instantâneo. • Máxima temperatura de operação ()• Máxima taxa de crescimento da tensão direta ()• Máxima taxa de crescimento da corrente de anodo ()• Corrente de manutenção de condução (): a mínima corrente de anodo necessária para manter o

tiristor em condução. • Corrente de disparo (): mínima corrente de anodo requerida para manter o SCR ligado

imediatamente após ocorrer a passagem do estado desligado para o ligado e ser removida a corrente de porta.

• Tempo de disparo (): é o tempo necessário para o tiristor sair do estado desligado e atingir a plena condução.

• Tempo de desligamento (): é o tempo necessário para a transição entre o estado de condução e o de bloqueio. É devido a fenômenos de recombinação de portadores no material semicondutor.

• Corrente de recombinação reversa ()