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Eletrônica Basica 2
Aula  08:  Circuitos de Disparo em CA

1. Disparo em CA
   Existem diversos  circuitos de  disparo em CA com carga CA, lembrando que em CC é necessario dispor de um circuito de reset para desligar o SCR. Em CA o SCR corta quando a tensão for menor que a tensão de manutenção, não sendo necessario cicuito de reset.

1.1. Circuito 1
    Neste circuito o angulo de disparo é no máximo 90º, pois  a tensão de anodo e a tensão de gate estão em fase. O diodo  protege o gate de tensão reversa no semi ciclo negativo. Se  RV aumentar o angulo de disparo  aumenta, pois será necessário mais corrente ( portanto mais tensão)  para disparar o SCR, Figura 1.

Figura  1 - Disparo em CA carga CA - Angulo de disparo menor que 90 graus

1.2. Circuito 2
        No circuito da Figura 2 o capacitor atrasa a tensão de gate em relação  à tensão de anodo, permitindo que   o SCR possa disparar além de 90º no semiciclo positivo. No  semiciclo negativo O diodo D1 impõe sempre as mesmas condições  iniciais no começo de cada semi ciclo positivo.

Figura  2 - Disparo em CA carga CA - Angulo de disparo maior que 90 graus

1.3. Circuito 3
O circuito da Figura 3  permite  um controle de disparo de quase 0º a quase 180º, permitindo um controle  da potência de aproximadamente máxima potência a quase zero.


Figura  3 - Disparo em CA carga CA - Controle do disparo até 180 graus

2. Disparo por Pulsos
        Em  algumas aplicações é importante que o angulo de disparo  não se altere quando trocamos um SCR por outro (de mesmo nome).Um exemplo  é em retificação polifásica controlada, o angulo  de disparo deve ser igual em todas   as fases. Devido às diferenças existentes nas características  de gate entre SCR’s da mesma  família,  se usássemos os circuitos anteriores caso o SCR fosse trocado o angulo  de disparo mudaria. A diferença é tanto maior quanto mais lenta  for a variação da tensão de gate. A Figura 4 mostra   como a velocidade  da tensão  (dv/dt ) influencia o angulo de disparo.


Figura 4 - Influência da velocidade de crescimento da tensão de gate na mudança  do angulo de disparo para diferentes tensões de disparo de gate VGT

        Pode ser observado   na Figura 4 que o retardo introduzido (t  ) quando o disparo é feito por pulso é praticamente nulo, isto  é,  caso o pulso tenha  amplitude  e duração  suficientes ao ser aplicado dispara todos os SCR’s da mesma familia, independemente do valor de VGT . As diferenças  existentes nas características de gate não influenciam, portanto,  no angulo  de disparo quando este é feito por pulso. A Figura 5 mostra o circuito de  disparo por pulso mais simples. Ele usa um oscilador com UJT (poderia ser um PUT).


                                    ( a )                                                                          ( b )
Figura 5 - ( a ) Circuito de disparo por pulso ( b ) formas de onda na carga, VL, diodo zener, Vz, capacitor, Vc e VRB1.


         Na  Figura 5b, é importante observar que é o primeiro   pulso que dispara o SCR, quando começa o semiciclo, os pulsos  subsequentes não afetam mais o circuito. É importante notar também  que no final do ciclo como a tensão no Zener  (e conseqüentemente no UJT ) vai a zero, nesse instante o capacitor estará  descarregado totalmente, e portanto quando se iniciar novo semiciclo  as condições iniciais  serão as mesmas. Este sincronismo é importante para que o ângulo  de disparo não mude de ciclo para ciclo, o que ocorreria se a alimentação  do UJT fosse uma tensão CC.



3. Transformado de Pulso
            Deve  ser usado quando houver necessidade de   isolar o circuito de controle  do  circuito de potência, ou ainda quando a tensão   CC em RB1 , estando  o  UJT cortado, for suficiente para disparar o SCR. Os transformadores de pulso  são usualmente do tipo 1:1 (um  secundário) ou 1:1:1 (dois secundários). Uma aplicação  importante desses dispositivos é quando se deseja disparar   dois SCR’s em  anti-paralelo,  como na Figura 6. Observe que não é possível   a ligação do mesmo circuito de disparo no gate   dos dois  SCR’s   pois isso  colocaria em curto  circuito o anodo e o catodo dos dois  SCR’s.  A solução é o uso de um transformador de pulso 1:1:1 como  na Figura 6b. O circuito de disparo é o mesmo da Figura 5a com o resistor  RB1 sendo substituído pelo primário do transformador.

Figura 6 -  ( a ) circuito de disparo inadequado  ( b ) circuito de disparo de 2 SCRs usando um transformador de pulso de 1:1:1


      No  semiciclo positivo da tensão de entrada dispara o SCR1 para um  determinado angulo de disparo F. Observe que os dois SCRs recebem pulsos  positivos,  mas só aquele  com  anodo positivo em relação ao catodo conduz conduzirá. No semiciclo negativo será  o SCR2 que dispara para o mesmo angulo de disparo. A Figura 7 mostra a forma de  onda na carga para o circuito da Figura 6b.



Figura 7 - Forma de onda no disparo por SCR’s   em antiparalelo usando transformador de pulso 1:1:1

4. Exercicios Propostos
4.1      Para  cada circuito pede-se: a) Desenhar o gráfico da tensão na carga  em função do ângulo b) Calcular a tensão média  e a tensão eficaz c) Calcular a potência dissipada na carga.
Circuito  1

Figura 8 -  Exercicios propostos - circuito 1

Circuito 2


Figura 9 -  Exercicios propostos - circuito 2



4.2. No circuito da Figura 5 são dados   R=50 k   C=0,1 F   =0,7  f=60 Hz    Vz=15 V .
Pedem-se : a) Desenhar os gráficos das tensões na carga, Zener  e no SCR indicando o ângulo de disparo. b) Tensão média  na carga e dissipada.
4.3.  No circuito  da Figura 5 qual deve ser o valor de  R  para que o ângulo de disparo seja igual a 90º sabendo-se  que  C= 0,1 F  =0,7  e    f = 50 Hz

5. Experiencia: Disparo do SCR por pulsos
5.1. Abra o arquivo ExpEN2_15  SCR Disparado por Pulsos e identifique o circuito da Figura 10. Inicie a simulação em seguida abra o osciloscopio, anotando as formas de onda na carga e gate do SCR quando Rv varia de 0 a 200 k.

Obs: Consegui melhor desempenho com as modificações: Rv=550 k (1% de passo), Ve=30Vrms/60 Hz, Lampada 30V/10W, trocar de 600 por 1k. Experimente variar a resistencia de 1% a 100% (evite fazer Rv=0).

Figura 10 - Disparo do SCR pou pulsos

5.2.  Escreva as suas conclusões
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