Atividade Pratica Eletronica de Potencia_PD

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO 
DISCIPLINA DE PBL – FUNDAMENTOS DA ENGENHARIA 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA DE ELETRONICA DE POTENCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2022 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUCAO ........................................................................................................................................ 1 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.......................................................................................................... 1 
1.2 OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 3 
2 METODOLOGIA .................................................................................................................................... 3 
3 CONCLUSÃO .......................................................................................................................................... 9 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................. 10 
 
 
 
 
1 
 
1 INTRODUCAO 
Esta atividade prática apresenta análise operacional do uso dos tiristores, componentes 
amplamente usados na indústria na área de eletrônica de potência. 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A atividade prática é baseada no uso dos tiristores, componentes amplamente usa-
dos na indústria na área de eletrônica de potência. O nome tiristor engloba uma família de dis-
positivos semicondutores que operam em regime chaveado, tendo em comum uma estrutura de 
4 camadas semicondutoras numa sequência p-n-p-n, apresentando um funcionamento biestável. 
O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador Controlado de Silício), usualmente cha-
mado simplesmente de tiristor. Outros componentes, no entanto, possuem basicamente a 
mesma estrutura: LASCR (SCR ativado por luz), TRIAC (tiristor triodo bidirecional), DIAC 
(tiristor diodo bidirecional), GTO (tiristor comutável pela porta), MCT (Tiristor controlado por 
MOS), IGCT (Tiristor controlado com gate isolado). O dispositivo SCR (Sillicon Controlled 
Rectifier ou Retificador Controlado de Silício) é um diodo controlado de silício. Este compo-
nente faz parte da família dos tiristores. Os tiristores são uma família de componentes que pos-
suem em comum a característica do disparo, que será explicada mais a diante. O SCR é cons-
truído por quatro camadas de material semicondutor: PNPN ou NPNP. Ele possui três terminais, 
chamados anodo, cátodo e gatilho. 
O DIAC, ou Diode for Alternating Current, é um gatilho bidirecional, ou diodo que 
conduz corrente apenas após a tensão de disparo ser atingida, e para de conduzir quando a 
corrente elétrica cai abaixo de um valor característico, chamada de corrente de corte. Este com-
portamento é o mesmo nas duas direções de condução de corrente. A tensão de disparo é por 
volta dos 30 volts para a maioria destes dispositivos. O DIAC é normalmente usado para dis-
parar TRIACs e SCRs 
 
O TRIAC funciona como um interruptor controlado e apresenta as mesmas carac-
terísticas funcionais de um SCR. No entanto, ele possui a vantagem de poder conduzir nos dois 
sentidos de polarização. O TRIAC entra em condução de modo análogo ao SCR, ou seja: 
- Disparo por gatilho, ou seja, quando for aplicada uma corrente de gatilho; 
- Disparo por sobretensão, ou seja, quando VAK ultrapassa a tensão de breakover 
sem pulso no gatilho; 
 
 
 
 
- Disparo por variação de tensão; 
- Disparo por aumento de temperatura. 
Existem quatro modos diferentes para disparo de um TRIAC, operando em quatro 
quadrantes. Tomando-se MT1 como referência, os quatro quadrantes são definidos pela polari-
dade de MT2 e o gatilho (G) em relação a MT1. A seguir são detalhados estes quatro modos de 
disparo. 
a) Disparo no 1° quadrante – os terminais MT2 e gatilho (G) estão positivos em 
relação a MT1. 
 b) Disparo no 2° quadrante – o terminal MT2 está positivo e o terminal G está 
negativo, ambos em relação a MT1. 
c) Disparo no 3° quadrante – o terminal MT2 está negativo e o terminal G está 
negativo, ambos em relação a MT1. 
d) Disparo no 4° quadrante – o terminal MT2 está negativo e o terminal G está 
positivo, ambos em relação a MT1. Logo, a corrente entra em G 
 
 
No 1° e 3° quadrantes, obtêm-se maior sensibilidade de disparo para o TRIAC em 
relação às outras possibilidades. No 4° quadrante, a sensibilidade é pequena; e no 2° quadrante, 
é ainda mais reduzida, devendo ser utilizada somente em TRIACs concebidos especialmente 
para este fim. Portanto, o disparo de um TRIAC não é simétrico, ou seja, não dispara nas mes-
mas condições para os quatro quadrantes. 
 
 
 
 
1.2 OBJETIVOS 
Essa atividade tem como intuito colocar em prática todos os conceitos abordados na 
disciplina de eletrônica de potência, aplicando uma atividade prática usando tiristores e analise 
de sua operação e características, com simuladores virtuais, como o Multsim. 
2 METODOLOGIA 
Através do simulador online, o Multisim, fazer a simulação do circuito abaixo e expres-
sar os cálculos teóricos. 
 
Figura 8 - Controle de tensão em carga resistiva 
Verificando no datasheet do TRIAC temos IGT = 10 mA e VGT = 2,0 V 
a) Calcule os valores do resistor fixo R1 para disparo do TRIAC em 10°, 20°, 30°, 
60° e 90° em relação à tensão da rede, através da equação: 
 
𝑅𝑥 =
𝑉𝑟𝑚𝑠 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜃) − 𝑉𝑖
𝐼𝑖
 
 
Para 2º: 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(2) − 2
0,010
= 886 Ω 
 
 
 
 
 
 
Para 10º: 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(10) − 2
0,010
= 5,2 𝐾Ω 
 
 
Para 20º 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(20) − 2
0,010
= 10,4 𝐾Ω 
 
Para 30º 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(30) − 2
0,010
= 15,34 𝐾Ω 
Para 60º 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(60) − 2
0,010
= 26,7 𝐾Ω 
 
Para 90º 
𝑅𝑥 =
220 ∗ √2 ∗ 𝑠𝑒𝑛(90) − 2
0,010
= 31𝐾Ω 
 
b) Simule o circuito para cada ângulo (10°, 20°,30°, 60° e 90°) e disponibilize a forma 
de onda medida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para 10º: 
 
 
Para 20º 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para 30º 
 
Para 60º 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para 90º 
 
 
 
c) Um DIAC é um diodo de corrente alternada. Geralmente ele é utilizado como dispo-
sitivo de disparo do TRIAC. Basicamente, trata-se de um TRIAC sem gatilho. Portanto, ele só 
dispara quando a tensão aplicada sobre ele atinge as tensões de disparo VD. Geralmente este 
valor se encontra entre 20 e 40 volts. Trata-se de um dispositivo simétrico, ou seja, ele possui 
as mesmas condições de disparo tanto para o 1°, quanto para o 3° quadrantes. Portanto, ele 
corrige o problema de antissimétrica de disparo do TRIAC, de acordo com o circuito dimmer 
da Figura 10. Neste contexto analise o circuito a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
O potenciômetro foi ajustado para 50% e apresentou defasagem de 93,13º de disparo.
 
 
O potenciômetro foi ajustado para 60% e apresentou defasagem de 105,66º de disparo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O potenciômetro foi ajustado para 65% e apresentou defasagem de 109,30º de disparo. 
 
3 CONCLUSÃO 
Nos experimentos desta atividade prática, podemos observar o comportamento dos ti-
ristores, sua operação de chaveamento, bem como as curvas de defasagem nos modos de dis-
paros em certas aplicações nos circuitos. Com o Multisim, foi possível fazer as simulações com 
componentes como DIAC, TRIAC, Resistores e Capacitores e plotar os gráficos com as opera-
ções. 
 
 
 
 
 
 
 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
NATIONAL INSTRUMENTS. Simulador online de circuitos MultiSIM Live. 
Disponível em: <https://www.multisim.com/content /apFtGGBH6iZo ibCz99VVWk/diac-
triac/open/>. Acesso em: 24 jul. 2022. 
ALMEIDA, J. L. A. Dispositivos semicondutores: tiristores: controle de potência em CC e 
CA. 12. ed. São Paulo:Érica, 2009.