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Eletrônica Basica 2
Aula 07: SCR - Disparo por CC com Carga CA - Retificação Controlada
1 SCR - Disparo por CC - Carga CA
Como foi estudado anteriormente, quando o disparo é em CC com carga CC , é necessário circuito de reset para cortar o SCR, ao mesmo tempo não é necessário manter corrente no gate. Quando o disparo é por corrente contínua (CC) mas a carga é CA, para manter o SCR conduzindo é necessário manter sinal no gate, pois se o sinal de gate for retirado, o SCR cortará quando a tensão de anodo passar por zero. A Figura 1a mostra um circuito com disparo CC e carga CA e a Figura 1b a forma de onda na carga quando a chave CH é fechada num instante t1 e aberta em t2.
Figura 1 - Disparo por CC com carga CA ( a ) circuito ( b ) forma de onda Chave fechada= switch closed Chave aberta=switch open
No circuito da Figura 1a observar que, ao fechar a chave o SCR só disparará se a tensão de anodo for positiva. A partir desse instante toda a tensão da rede cairá sobre a carga e a tensão no SCR será de aproximadamente 1 V. Quando a chave é aberta, o SCR não corta imediatamente, é preciso que a tensão de ano passe pelo zero para efetivar o corte.
Se a carga for resistiva podem ocorrer picos de corrente excessivamente altos os quais podem destruir o SCR e/ou a carga. Para evitar isso é que existem circuitos que só disparam o SCR quando a tensão da rede for próxima de zero, chamados de ZVS ( Zero Voltage Switch - Chave de Disparo no Zero de Tensão).
2 Disparo CA - Carga CA - Retificador controlado meia onda
No disparo por CA a alimentação de anodo e de gate é obtida da mesma fonte senoidal. O controle de disparo é feito controlando-se o instante (ou o angulo de disparo) em que o SCR é gatilhado no semi-ciclo positivo. Para melhor compreensão vamos supor que o SCR da Figura 2a entra em condução no instante que a tensão de entrada estiver passando por um angulo de fase 
F, chamado de ângulo de disparo. A condução começa nesse ponto e termina quando a tensão de anodo cair abaixo da tensão de manutenção, UH, que consideraremos desprezível face à tensão de pico da rede, VM. A Figura 2b mostra as principais formas de onda referentes ao circuito Figura 2a.
F, chamado de ângulo de disparo. A condução começa nesse ponto e termina quando a tensão de anodo cair abaixo da tensão de manutenção, UH, que consideraremos desprezível face à tensão de pico da rede, VM. A Figura 2b mostra as principais formas de onda referentes ao circuito Figura 2a. 
( a ) ( b )
Figura 2 - Disparo por CA com carga CA ( a ) circuito genérico ( b ) formas de onda de entrada (Ve) e carga (VL)
2.1 Tensão média na carga (VDC)
A tensão na carga tem um valor médio (VDC) que é a tensão medida por um voltimetro CC e um valor eficaz (VRMS), tensão medida por um voltimetro CA True RMS, que podem ser calculados usando o calculo diferencial e integral. Através do cálculo diferencial e integral pode-se demonstrar que a tensão média (contínua ) na carga é calculada por:
A tensão media ou tensão continua depende do angulo de disparo (qF).
Por exemplo se qF= 0º resulta VDC= | Vpico/p | e a forma de onda corresponde à forma de onda de um retificador meia onda com | |
diodo comum. | |||
Se qF=180º resulta VDC = 0, isto é , não existe tensão na carga. Então a tensão CC pode variar de 0 a um valor maximo que é VM.0,0707
2.2 Tensão Eficaz (VRMS)
Por cálculo integral também obtém-se a expressão que dá a tensão eficaz (VEF ou VRMS) na carga:
Por exemplo se qF=0º resulta VRMS=VM/2 que é o mesmo valor do retificador de meia onda.
Se qF=180º resulta VRMS=0 e como o valor eficaz está relacionado com a potencia o circuito então uma aplicação clara é controle de potencia de uma carga.
3 Exercício Resolvido 1
3.1 Considere que no circuito da Figura 2a o angulo de disparo é 60º e que RL=100 Ohms. Calcular :
a) Tensão e corrente contínua na carga b) Potência dissipada na carga. Dado que Ve=110 V/ 60 Hz
a) Tensão e corrente contínua na carga b) Potência dissipada na carga. Dado que Ve=110 V/ 60 Hz
Solução: a) qF= 60º, e como cos60º=0,5
| a) |  | ||||
| b) |  | ||||
PD = |  | ||||
4 Retificador controlado de onda completa em ponte
Um melhor aproveitamento da tensão da rede será obtido se incluirmos um retificador de onda completa antes da carga como indicado na Figura 3.
( a ) ( b )
Figura 3 - Retificador de onda completa ( a ) circuito genérico ( b ) formas de onda de entrada e carga
Neste caso a tensão continua e a tensão eficaz na carga são calculadas por:
Se qF=0º VDC=2.VM/p e
Que são os mesmos valores do retificador de onda completa com diodo comum.
No caso de qF=180º= p VDC=0 e VRMS=0
5 Experiência: SCR com disparo por CC com carga CA
5.7 Abra o arquivo ExpEN2_13 SCR com disparo em CC e carga CA (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 4. Inicie a simulação, observando as formas de onda do gerador (azul) e na carga (vermelho). Verifique o funcionamento ligando e desligando a chave S1 (SPACE no teclado). Atenção!!! para que a chave seja ligada a janela deve estar ativada (basta clicar na parte superior onde se encontra o nome do arquivo).
Figura 4 - SCR com disparo CC e carga CA ( b ) formas de onda na carga e gerador
Arquivo Multisim Live
5.2. Escreva as suas consclusões.
6. Experiencia: Modo de Disparo do SCR
6.1. Abra o arquivo ExpEN2_14 Modo de disparo do SCR (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 5. Inicie a simulação e verifique qual a combinação de polaridade para a tensão de anodo e de gate que permite o SCR conduzir (disparar).
Figura 5 - Modo de disparo do SCR
Arquivo Multisim Live
6.2 Escreva as suas conclusões.