Condiciones de Encendido de SCR: Disparo por Puerta y Corriente de Mantenimiento

Tres Condiciones para Disparar un Rectificador Controlado de Silicio

Un SCR (Tiristor) es un interruptor de conchazo de cuatro capas (PNPN). Permanece APAGADO (bloqueando) hasta que se cumplen tres condiciones simultáneas. Una vez enclavado, permanece ENCENDIDO hasta que la corriente del ánodo cae por debajo de la Corriente de Mantenimiento (I_H).

Los Tres Requisitos de Encendido

1. Polarización Directa (Ánodo Positivo): V_AK > 0. El Ánodo (A) debe estar a mayor potencial que el Cátodo (K). Polarización inversa (V_AK < 0) → modo de bloqueo inverso (como un diodo). Ninguna señal de puerta puede encenderlo en inversa.
2. Corriente de Disparo de Puerta (I_GT): Un pulso de corriente positivo hacia la Puerta (G) respecto al Cátodo. I_GT típico: 5–50 mA (puerta sensible) a 50–200 mA (estándar). Ancho de pulso ≥ 10–50 µs (hoja de datos). La corriente de puerta inyecta portadores en la junción J2, iniciando el enclavado regenerativo.
3. Corriente de Ánodo > Corriente de Enclavado (I_L): Después del pulso de puerta, la corriente del ánodo debe alcanzar I_L (típicamente 1.5–3× I_H, p. ej., 10–100 mA) para mantener la conducción *sin* impulsos de puerta. Si la corriente de carga < I_L, el SCR se apaga cuando termina el pulso de puerta.

Mecanismo de Apagado (Conmutación)

El SCR es un dispositivo de enclavado. La puerta pierde el control una vez enclavado. El apagado requiere:

• Corriente de Ánodo < Corriente de Mantenimiento (I_H): Cruce por cero natural de CA (conmutación de línea) o conmutación forzada (circuitos CC: capacitor, inductor, SCR auxiliar).
• Tiempo de Recuperación Inversa (t_rr): Después de la corriente cero, el SCR necesita t_q (tiempo de apagado, 10–200 µs) para recuperar capacidad de bloqueo. El dV/dt aplicado debe ser < dV/dt crítico.

Mejores Prácticas de Conducción de Puerta

• Tiempo de Subida Rápido: di/dt > 1 A/µs para encendido confiable (reduce punto caliente local de encendido).
• Margen de Amplitud: Conduzca I_G ≥ 2–5× I_GT(max) en todo el rango de temperatura.
• Aislamiento: Transformador de pulso o optoacoplador (p. ej., HCPL-3120) para conducción de puerta flotante.
• Polarización Negativa de Puerta (Opcional): -5V a -10V durante estado APAGADO mejora inmunidad dV/dt (previene encendido falso).

Parámetros Clave de Hoja de Datos

Aplicación Típica: Control de Fase CA (Atenuador/Calentador)

La puerta se dispara en un ángulo controlado α después del cruce por cero de voltaje. Conducción de α a π. La potencia de carga se controla variando α. Requiere detección de cruce por cero + temporizador de rampa/comparador o microcontrolador.