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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).
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 começar 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.
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 .
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
F =0,7 e f = 50 Hz5 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
Fonte: Multisim v. 14
5.2 Escreva as suas conclusões