Tiristores e retificadores controlados

EE 833 Eletrônica de Potência

FEEC - UNICAMP

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO - UNICAMP
EE-833 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

TIRISTORES e RETIFICADORES CONTROLADOS
TEORIA

2.1 Introdução
Como vimos na teoria de conversores ac-dc estes tem aumentado bastante de uso principalmente na entrada dos sistemas de potências de fonte chaveadas para converter a rede em um sinal dc. Entretanto, algumas aplicações, tais como carregadores de bateria e algumas classes de driver ac e dc de motores é necessário que a voltagem dc seja controlada.
Deve-se notar que os retificadores não controlados é uma subclasse dos conversores controlados.
Um conversor controlado completo é mostrado na figura 2.1 a) na forma de diagrama de bloco. Para uma dada voltagem de linha ac, a voltagem média no lado dc pode ser controlada de uma voltagem máxima positiva até uma voltagem mínima negativa. A corrente dc Id não pode mudar de direção, como será visto. Portanto, um conversor deste tipo só pode operar em dois quadrantes (no plano Vd – Id)
A figura 2.1 b) mostra que Vd e Id positivo implica em retificação onde o fluxo de potência é do lado ac para o lado dc. No modo inversor, Vd torna-se negativa (Id ainda é positiva) e a potência é transferida do lado dc para o lado ac.
Vd

Id
1 ou 3 fases 50/60Hz

Retificação
Vd

Id
Inversão

b)

a)

Fig. 2.1 a) Conversor controlado b) Operação em dois quadrantes
Antes de estudarmos os conversores controlados vamos revisar de maneira rápida o principal componente deste conversor, o tiristor.
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2.2 O Tiristor
O nome tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores que operam em regime chaveado, tendo em comum uma estrutura de quatro camadas semicondutoras numa seqüência p-n-p-n, apresentando um funcionamento biestável.
O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador Controlado de Silício), usualmente chamado simplesmente de