Lista 3 Exercicios SCR

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Lista 3
3.1 Explique de forma objetiva a curva ideal de um SCR.
R - Idealmente, tanto no diodo como no SCR, quando a tensão é negativa, ocorre o bloqueio e a corrente é nula para qualquer tensão. Quando a tensão é positiva, o diodo conduz. Já no SCR, mesmo que seja aplicada tensão positiva, ele continua bloqueado, a não ser que seja aplicado um pulso no gatilho. Dessa maneira, o SCR também passa a conduzir, comportando-se como um curto-circuito idealmente
3.2 Quais são as três regiões que podem ser destacadas na curva real de um SCR?
R - Polarização reversa, depolarização direta em bloqueio e depolarização direta em condução.
3.3 Qual o significado dos parâmetros do SCR: IGT IHL IL VT e VBO?
IGT (corrente de gatilho com disparo)
IHL (corrente de manutenção)
IL (corrente de disparo)
VT (tensão direta de condução)
VBO (tensão de disparo)
3.4 Descreva de forma objetiva os vários métodos de disparo de SCR que não utilizam corrente de gatilho.
R - Disparo por sobretensão: Se aumentarmos a tensão VAK a ponto de atingir o valor VBO, o SCR entrará em condução, mesmo sem a aplicação da corrente de gatilho. Este processo de disparo, nem sempre destrutivo, raramente é utilizado na prática.
Disparo por variação de tensão: Um capacitor armazena carga elétrica e a corrente que carrega o capacitor relaciona-se com a tensão pela expressão: 
Ou seja, para haver variação de tensão no capacitor (v), em um intervalo de tempo (t), é necessário circular uma corrente i pelo capacitor. Quando a variação de tensão é muito pequena e o intervalo de tempo muito pequeno, essa expressão muda para: 
 Em um SCR polarizado diretamente, na junção J2 existem íons positivos de um lado e íons negativos do outro. Isto é como um capacitor carregado, como mostra a figura:
 
Assim, mesmo não havendo pulso no gatilho, fechando-se a chave CH1, a capacitância da junção J2 fará com que circule corrente de gatilho. Como a variação é muito grande (de zero para V), a corrente resultante será muito grande. Essa corrente poderá ser suficiente para estabelecer o processo de condução do SCR. Esse disparo é normalmente indesejado e pode ser evitado pela ação de um circuito de proteção chamado de SNUBBER. Este circuito é mostrado na figura:
Disparo por outros meios: Há a possibilidade do SCR entrar no estado de condução, sem a aplicação do pulso de gatilho, por aumento de temperatura ou por intensidade de incidência de luz ou radiação no dispositivo. No segundo caso, há um dispositivo próprio chamado de LASCR (Light Activated Silicon Controlled Rectifier). Além do disparo por luz, esse dispositivo também é acionado pelo gatilho. Podemos ver na figura os detalhes deste dispositivo.
3.5 No circuito da figura 3.9 usado para explicar a comutação natural quando o SCR dispara e quando ele bloqueia?
R - Comutação natural: Quando se reduz de anodo a um valor abaixo de IH. Chamada corrente de manutenção (hokling current), o SCR é bloque ado. A corrente de manutenção tem um valor baixo, normalmente cerca de 1000 vezes menor do que a corrente nominal do dispositivo. Em um circuito CA, a corrente passa pelo zero em algum ponto do ciclo.
 Em circuitos de corrente alternada, a corrente naturalmente passa por zero em algum instante fazendo com que o SCR corte. Este tipo de comutação é chamado comutação pela rede. Em circuitos CC, onde a comutação depende da característica da própria carga, a comutação é definida como comutação pela carga.
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Com CH1 aberta, mesmo com CH2 fechado, Figura (2), o SCR está bloqueado, pois não há corrente de gatilho. Fechando CH1 pelo resistor pelo resistor R1(220Ω) circula uma corrente de gatilho que é suficiente para disp arar o SCR no semiciclo positivo da tensão da rede. Figura (1). Quando a tensão da rede passa por zero, a lâmpada anula-se e o SCR bloqueia, Só haverá novo disparo no próximo ciclo Figura (3).
3.6 No circuito da figura 3.10 usado para explicar a comutação forçada com bloqueio por chave, qual a função de CH₃ e em que condições o SCR dispara e bloqueia?
R - Fechando CH3, naturalmente a lâmpada não se apagara, pois a chave curto-circuitará o SCR ficando a lâmpada alimentada diretamente pela tensão da fonte. Como o SCR real noção e exatamente um curto circuito, toda a corrente da lâmpada irá passar pela chaveCH3 e a corrente do SCR caíra a zero. O SCR então irá bloquear. Com o SCR bloqueado, Abrindo-se a chave CH3 a lâmpada apagara. Assim , só será oura vez acessa de CH1 for novamente fechada, provocando a corrente de gatilho no SCR.
3.7 No circuito da figura 3.11, usado para explicar a comutação forçada com bloqueio por capacitor, de que forma o capacitor atua no SCR?
R - Com CH1 e CH2 abertas, o SCR está bloqueado, a lâmpada está apagada e o capacitor descarregado. Fechando-se CH1, alimenta-se o circuito de gatilho. O SCR dispara e a lâmpada acende. Além da corrente da lâmpada SCR conduz também a corrente da carga do capacitor C1. O capacitor carrega-se de forma exponencial, com uma constante de tempo π = R1 x C1
3.8 No circuito da figura 3.16 (SCR como retificador de meia-onda), qual o maior valor de R1 que garante o disparo de SCR no semiciclo positivo?
R - Qualquer valor acima de 8,98k Ω não disparará o SCR.
3.9 Desenhe as formas de onda das tensões na lâmpada nos circuitos retificadores de onda completa com SCR das figuras 3.18, 3.19 e 3.20.4
R - Forma de onda na figura 3.18
Forma de onda na figura 3.19
A forma de onda na figura 3.20 é igual da figura 3.19