Três Condições para Disparar um Retificador Controlado de Silício
Um SCR (Tiristor) é uma chave de travamento de quatro camadas (PNPN). Permanece DESLIGADO (bloqueando) até que três condições simultâneas sejam atendidas. Uma vez travado, permanece LIGADO até que a corrente de anodo caia abaixo da Corrente de Mantenimento (IH).
Os Três Requisitos de Disparo
- Polarização Direta (Anodo Positivo): VAK > 0. Anodo (A) deve estar em potencial mais alto que Cátodo (K). Polarização reversa (VAK < 0) → modo bloqueio reverso (como diodo). Nenhum sinal de gate pode ligá-lo em reverso.
- Corrente de Gatilho do Gate (IGT): Pulso de corrente positiva no Gate (G) relativo ao Cátodo. IGT típico: 5–50 mA (gate sensível) a 50–200 mA (padrão). Largura do pulso ≥ 10–50 µs (datasheet). Corrente de gate injeta portadores na junção J2, iniciando travamento regenerativo.
- Corrente de Anodo > Corrente de Travamento (IL): Após pulso de gate, corrente de anodo deve atingir IL (tipicamente 1,5–3× IH, ex.: 10–100 mA) para sustentar condução *sem* drive de gate. Se corrente de carga < IL, SCR desliga quando pulso de gate termina.
Mecanismo de Desligamento (Comutação)
SCR é dispositivo de travamento. Gate perde controle uma vez travado. Desligamento requer:
- Corrente de Anodo < Corrente de Mantenimento (IH): Cruzamento por zero natural CA (comutação de linha) ou comutação forçada (circuitos CC: capacitor, indutor, SCR auxiliar).
- Tempo de Recuperação Reversa (trr): Após corrente zero, SCR precisa tq (tempo de desligamento, 10–200 µs) para recuperar capacidade de bloqueio. dV/dt reaplicado deve ser < dV/dt crítico.
Melhores Práticas de Drive de Gate
- Tempo de Subida Rápido: di/dt > 1 A/µs para disparo confiável (reduz hot-spot local de turn-on).
- Margem de Amplitude: Drive IG ≥ 2–5× IGT(máx) sobre temperatura.
- Isolamento: Transformador de pulso ou optoacoplador (ex.: HCPL-3120) para drive de gate flutuante.
- Polarização Negativa do Gate (Opcional): -5V a -10V durante estado DESLIGADO melhora imunidade dV/dt (previne falso turn-on).
Parâmetros-Chave do Datasheet
| Símbolo | Nome | Faixa Típica |
|---|
| VDRM/VRRM | Tensão de Pico Repetitiva Fora Estado | 50–6500 V |
| IT(AV) | Corrente Média em Estado Ligado | 1–5000 A |
| IGT | Corrente de Gatilho do Gate | 0,2–200 mA |
| VGT | Tensão de Gatilho do Gate | 0,5–1,5 V |
| IH | Corrente de Mantenimento | 1–200 mA |
| IL | Corrente de Travamento | 2–500 mA |
| tq | Tempo de Desligamento | 10–200 µs |
Aplicação Típica: Controle de Fase CA (Dimmer/Aquecedor)
Gate disparado em ângulo controlado α após cruzamento por zero de tensão. Condução de α a π. Potência da carga controlada variando α. Requer detecção cruzamento-zero + rampa/comparador ou temporizador microcontrolador.
