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Conheça as especificações dos SCRs (ART3975)

Este artigo complementa o ART1779 em que analisamos o funcionamento do SCR além de outros em que o tempo é explorado em diversos graus no nosso site. O artigo também é parte de nosso livro Curso de Eletrônica – Eletrônica de Potencia.

ART1025S

Especificações

Os SCRs podem operar com correntes de vários ampères e, quando desligados, podem manter tensões de centenas ou mesmo milhares de volts entre seu anodo e o catodo.

No entanto, ao usarmos um SCR, mesmo sendo muito robusto em relação aos transistores bipolares e MOSFETs comuns que são mais delicados, temos também que observar alguns limites e também cuidados.

Uma inversão indevida de polaridade ou das condições do sinal de disparo, mesmo que de alguns poucos volts, ou ainda um excesso de corrente ou tensão entre o anodo e o catodo podem levar o componente à queima.

Damos a seguir as especificações que devem ser observadas quando usamos um SCR num projeto:

 

- Tensão máxima entre o anodo e o catodo (VD e VR)

Quando o SCR está desligado, ele pode suportar uma tensão máxima que o polariza tanto no sentido direto como inverso, que é dada acordo com o tipo. A abreviação VR nos manuais se refere à tensão inversa, enquanto que o VD se refere à tensão direta.

Os valores em questão se referem a máximos contínuos, já que se tivermos um pico de curta duração, o componente poderá ainda suportá-lo. O valor máximo do pico é também dado nos manuais e é maior do que o valor contínuo, conforme a figura 1.

 

Figura 1 – Valor de pico e rms de um sinal senoidal
Figura 1 – Valor de pico e rms de um sinal senoidal

 

 

- Corrente máxima no sentido direto (ID)

É a corrente máxima contínua que o SCR pode conduzir uma vez disparado. Se o circuito trabalhar com corrente pulsante, no caso os semiciclos de uma corrente alternada que são senoidais, também podemos especificar o valor RMS, conforme o leitor poderá ver na figura 2.

 

 

Figura 2 – Valores rms
Figura 2 – Valores rms

 

 

Quando um SCR está conduzindo a corrente, ele ainda apresenta uma certa resistência. Seu comportamento é tal que entre o anodo e o catodo, independentemente da intensidade da corrente conduzida, existe uma queda de tensão da ordem de 2,0 V.

Esta tensão, multiplicada pela intensidade da corrente conduzida determina a quantidade de calor produzida no componente.

Assim, para uma corrente de 3,0 ampères temos: 3,0 x 2,0 = 6,0 watts de potência gerada, que precisa ser dissipada convenientemente.

 

- Corrente de manutenção (holding current – Ih)

É a menor corrente que pode circular entre o anodo e o catodo quando o SCR se encontra disparado, sem que ele desligue.

 

- Potência de dissipação (Pd)

Esta potência, na realidade, já está determinada pela corrente máxima, pois como vimos, a queda de tensão de 2,0 V no componente na condução direta é constante.

 

- Corrente de disparo (IGT)

A corrente mínima que deve circular pelo eletrodo de comporta do SCR para que ele dispare é um dado muito importante em qualquer projeto que envolva este componente, pois ela é uma medida de sua sensibilidade.

Para os SCRs comumente encontrados nos circuitos de computadores e em muitos aparelhos de uso comum além dos usados em nossos trabalhos, esta corrente pode estar entre 100 ou 200 µA até 100 ou 200 mA dependendo do tipo.

Para fazer circular pelo componente a corrente de disparo temos de vencer a barreira de potencial da junção base-emissor do transistor NPN “equivalente” ao SCR, conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3 – A corrente de disparo
Figura 3 – A corrente de disparo

 

 

Precisamos então de uma tensão que tipicamente estará entre 0,6 V e 1,0 V para os tipos comuns, chegando em alguns casos a 2 V.

 

- Velocidade de operação (dV/dt e di/dt)

Quando disparamos um SCR, a tensão entre o anodo e o catodo não cai imediatamente a zero, dando assim passagem para a corrente total. O SCR é um dispositivo relativamente lento e isso deve ser considerado no uso e na própria substituição.

Medimos a velocidade da operação de um SRC através da taxa de variação da tensão no desligamento, ou seja, a variação da tensão de anodo em cada microssegundo (dV/dt) conforme mostra o gráfico da figura 4.

Nele também mostramos que ao desligar o dispositivo a corrente não cai a zero imediatamente, mas sim numa taxa designada por di/dt.

 

 

Figura 4 – As correntes e tensões no desligamento de um SCR
Figura 4 – As correntes e tensões no desligamento de um SCR

 

 

Em função destas especificações precisamos tomar cuidados com o uso do SCR, que vão além de obedecer os limites indicados pelos manuais.

Além delas encontramos outras que podem ser úteis quando realizamos projetos com estes componentes como: resistências térmicas, temperaturas, etc. e que são semelhantes às especificadas para outros componentes que já estudamos neste livro.

 

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