SCR – Rectificador controlado de silicio guía completa

Los SCR son dispositivos de conmutación de alta velocidad que se utilizan con frecuencia en el control de alimentación de CA y la conmutación de AC/DC, incluidos los triacs y SCR. Hay muchos tipos disponibles que pueden cambiar cargas desde unos pocos vatios hasta decenas de kilovatios.

¿Qué es un SCR y para qué sirve?

El SCR (Rectificador controlado de silicio) es un dispositivos de conmutación de alta velocidad que se utilizan con frecuencia en el control de alimentación en electrónica de potencia AC/DC de los miembros más importantes de la familia de tiristores, incluso usan las palabras Tiristor y SCR indistintamente. Entonces, la próxima vez que alguien diga simplemente «Tiristor» en general, se referirá a un SCR.

¿Cómo se activa el SCR?

Para activar o disparar un SCR, se debe aplicar voltaje entre la compuerta (G) y el cátodo (C), positivo a la compuerta y negativo al cátodo.

En estas animaciones de ejemplo del SCR veremos como funciona el SCR.

SCR en DC – corriente continua

Si aplicamos un pulso de corriente con el pulsador ON a la compuerta (Gate) del SCR este se comportará como un interruptor cerrado y conducirá, para poder apagar el LED abrimos el pulsador OFF ya que al estar usando un fuente DC el SCR conducirá siempre.

SCR en DC
Como funciona un SCR en DC
Circuito de SCR en DC
Circuito de SCR en DC

SCR en AC – corriente alterna

El SCR se puede usar como un interruptor cerrado si la corriente en la compuerta G es aplicada continuamente. Pero si aplicamos la corriente en G un cierto intervalo de tiempo, podemos controlar la fase de la fuente AC.

Como podemos ver en la gráfica (Gate trigger pulse), el SCR conducirá solamente en el siclo positivo de la fuente AC y al momento de un cruce por cero el SCR dejará de conducir.

SCR en AC
Simulación de SCR en corriente alterna
SCR en AC
Circuito de SCR en AC

¿De qué está echo el SCR?

El SCR es un tipo de Tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor.

Los diodos Shockley son dispositivos curiosos, pero de aplicación bastante limitada. Sin embargo, su utilidad puede ampliarse equipándolos con otro medio de cierre. Al hacerlo, cada uno se convierte en verdaderos dispositivos amplificadores (aunque solo sea en un modo de encendido / apagado), y nos referimos a ellos como rectificadores controlados de silicio o SCR.

SCR Rectificador Controlado por Silicio
SCR Rectificador Controlado por Silicio

La progresión del diodo Shockley a SCR se logra con una pequeña adición, en realidad nada más que una tercera conexión de cable a la estructura PNPN existente.

Todo sobre los Tiristores SCR

En esta sección responderemos toda las dudas o preguntas que puedas tener sobre los SCR.

¿Cuánto voltaje aguanta un SCR?

Los SCR pueden soportar voltajes de hasta varios miles de voltios. La capacidad de voltaje específica de un SCR depende de su diseño y características individuales.

Tipos del SCR

Hay varios tipos de SCR (Rectificadores Controlados de Silicio) disponibles en el mercado. Algunos de los tipos comunes son los siguientes:

  1. SCR de unión en serie (SFS-SCR): Este tipo de SCR tiene múltiples celdas en serie para soportar un voltaje más alto. Cada celda tiene su propio ánodo y cátodo.
  2. SCR de compuerta ampliada (GTO-SCR): Estos SCR tienen una estructura de compuerta especial que les permite ser controlados de manera más efectiva, lo que resulta en una conmutación más rápida y una pérdida de energía reducida.
  3. SCR de puerta lateral (LGT-SCR): Estos SCR tienen una estructura de puerta en el lateral en lugar de en la parte superior, lo que permite una mejor distribución de corriente y una mayor capacidad de conmutación.
  4. SCR de alta tensión (HV-SCR): Estos SCR están diseñados específicamente para soportar voltajes muy altos, generalmente en el rango de kilovoltios.
  5. SCR de bajo voltaje (LV-SCR): Estos SCR están diseñados para aplicaciones de bajo voltaje, generalmente hasta unos pocos cientos de voltios.

¿Cómo proteger un SCR?

Para proteger un SCR y garantizar su operación confiable, se pueden implementar las siguientes medidas de protección:

  • Disipador de calor: El SCR genera calor durante su operación. Es importante utilizar un disipador de calor adecuado
  • Protección térmica: Se pueden utilizar termistores o termostatos para monitorear la temperatura del SCR.
  • Protección de sobretensión: Se pueden utilizar dispositivos como diodos de avalancha, varistores o supresores de sobretensión
  • Protección de sobrecorriente: Se pueden utilizar fusibles, disyuntores o limitadores de corriente
  • Protección de polaridad inversa: Para evitar la aplicación de una polaridad inversa al SCR, se pueden utilizar diodos de bloqueo en antiparalelo

¿Tienes más preguntas sobre el SCR?, pon tus dudas en la caja de comentarios o agrega tus aportes.

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2 Comments
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Hector ivan estrada
Hector ivan estrada
1 mes atrás

Cual es su vida útil que tiempo puede trabajar

Javier
Javier
Reply to  Hector ivan estrada
10 días atrás

entre 2 a 4 años aproximadamente
dependerá del trabajo que le des

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