- Conmutación natural
- Conmutación forzada
- 1. Clase A: conmutación automática o de carga
- 2. Clase B:
- 3. Clase C:
- 4. Clase D:
- 5. Clase E:
Para encender un tiristor, existen varios métodos de activación en los que se aplica un pulso de activación en su terminal de puerta. De manera similar, existen varias técnicas para apagar un tiristor, estas técnicas se denominan técnicas de conmutación de tiristores. Se puede hacer devolviendo el tiristor al estado de bloqueo hacia adelante desde el estado de conducción hacia adelante. Para llevar el tiristor al estado de bloqueo de avance, la corriente de avance se reduce por debajo del nivel de corriente de retención. Con el fin de acondicionar y controlar la energía, un tiristor conductor debe conmutarse correctamente.
En este tutorial, explicaremos las diversas técnicas de conmutación de tiristores. Ya explicamos sobre el tiristor y sus métodos de activación en nuestro artículo anterior.
Existen principalmente dos técnicas para la conmutación de tiristores: natural y forzada. La técnica de conmutación forzada se divide en cinco categorías que son Clase A, B, C, D y E.
A continuación se muestra la clasificación:
- Conmutación natural
- Conmutación forzada
- Clase A: conmutación automática o de carga
- Clase B: conmutación de pulso resonante
- Clase C: conmutación complementaria
- Clase D: conmutación de impulsos
- Clase E: conmutación de pulso externo
Conmutación natural
La conmutación natural ocurre solo en circuitos de CA, y se llama así porque no requiere ningún circuito externo. Cuando un ciclo positivo llega a cero y la corriente del ánodo es cero, inmediatamente se aplica un voltaje inverso (ciclo negativo) a través del Tiristor que hace que el Tiristor se apague.
Se produce una conmutación natural en controladores de voltaje CA, cicloconvertidores y rectificadores controlados por fase.
Conmutación forzada
Como sabemos, no hay corriente cero natural en los circuitos de CC como una conmutación natural. Por lo tanto, la conmutación forzada se utiliza en circuitos de CC y también se denomina conmutación de CC. Requiere elementos de conmutación como inductancia y capacitancia para reducir enérgicamente la corriente del ánodo del tiristor por debajo del valor de la corriente de retención, por eso se llama conmutación forzada. La conmutación forzada se utiliza principalmente en circuitos Chopper e Inverters. La conmutación forzada se divide en seis categorías, que se explican a continuación:
1. Clase A: conmutación automática o de carga
La clase A también se denomina "autoconmutación" y es una de las técnicas más utilizadas entre todas las técnicas de conmutación de tiristores. En el circuito de abajo, el inductor, el condensador y la resistencia forman un segundo orden bajo circuito húmedo.
Cuando comenzamos a suministrar el voltaje de entrada al circuito, el Tiristor no se encenderá, ya que requiere un pulso de puerta para encenderse. Ahora, cuando el tiristor se enciende o polariza hacia adelante, la corriente fluirá a través del inductor y cargará el condensador a su valor máximo o igual al voltaje de entrada. Ahora, a medida que el condensador se carga completamente, la polaridad del inductor se invierte y el inductor comienza a oponerse al flujo de corriente. Debido a esto, la corriente de salida comienza a disminuir y llegar a cero. En este momento, la corriente está por debajo de la corriente de retención del Tiristor, por lo que el Tiristor se APAGA.
2. Clase B:
La conmutación de clase B también se denomina conmutación de pulso resonante. Solo hay un pequeño cambio entre el circuito Clase B y Clase A. En la clase B, el circuito resonante LC está conectado en paralelo mientras que en la clase A está en serie.
Ahora, a medida que aplicamos el voltaje de entrada, el capacitor comienza a cargarse hasta el voltaje de entrada (Vs) y el tiristor permanece invertido polarizado hasta que se aplica el pulso de puerta. Cuando aplicamos el pulso de la puerta, el tiristor se enciende y ahora la corriente comienza a fluir desde ambos sentidos. Pero, entonces, la corriente de carga constante fluye a través de la resistencia y la inductancia conectadas en serie, debido a su gran reactancia.
Luego, una corriente sinusoidal fluye a través del circuito resonante LC para cargar el capacitor con la polaridad inversa. Por lo tanto, una tensión inversa aparece a través del tiristor, que hace que la corriente Ic (corriente de conmutación) para oponerse a la corriente del ánodo de corriente I A. Por lo tanto, debido a esta corriente de conmutación opuesta, cuando la corriente del ánodo es menor que la corriente de retención, el tiristor se APAGA.
3. Clase C:
La conmutación de clase C también se denomina conmutación complementaria. Como puede ver el circuito a continuación, hay dos Tiristores en paralelo, uno es principal y otro es auxiliar.
Inicialmente, tanto el Tiristor están en condición de APAGADO y el voltaje a través del capacitor también es cero. Ahora, cuando el pulso de la puerta se aplica al Tiristor principal, la corriente comenzará a fluir desde dos caminos, uno es de R1-T1 y el segundo es R2-C-T1. Por lo tanto, el capacitor también comienza a cargarse al valor pico igual al voltaje de entrada con la polaridad de la placa B positiva y la placa A negativa.
Ahora, cuando el pulso de la puerta se aplica al Tiristor T2, se enciende y aparece una polaridad negativa de corriente a través del Tiristor T1 que hace que T1 se apague. Y el condensador comienza a cargarse con la polaridad inversa. Simplemente podemos decir que cuando T1 se enciende apaga T2 y cuando T2 se enciende apaga T1.
4. Clase D:
La conmutación de clase D también se denomina conmutación de impulso o conmutación de voltaje. Como clase C, el circuito de conmutación de clase D también consta de dos tiristores T1 y T2 y se denominan principal y auxiliar respectivamente. Aquí, el diodo, el inductor y el tiristor auxiliar forman el circuito de conmutación.
Inicialmente, tanto el Tiristor están en estado APAGADO y el voltaje en el capacitor C también es cero. Ahora, cuando aplicamos el voltaje de entrada y activamos el Tiristor T1, la corriente de carga comienza a fluir a través de él. Y, el capacitor comienza a cargarse con la polaridad de la placa A negativa y la placa B positiva.
Ahora, cuando activamos el Tiristor auxiliar T2, el Tiristor principal T1 se APAGA y el capacitor comienza a cargarse con la polaridad opuesta. Cuando se carga por completo, hace que el Tiristor auxiliar T2 se apague, porque un capacitor no permite el flujo de corriente a través de él cuando se carga completamente.
Por lo tanto, la corriente de salida también será cero porque en esta etapa, debido a que ambos tiristores están en estado APAGADO.
5. Clase E:
La conmutación de clase E también se denomina conmutación de pulso externo. Ahora, puede ver en el diagrama del circuito, el tiristor ya está en polarización directa. Entonces, cuando activamos el tiristor, la corriente aparecerá en la carga.
El capacitor en el circuito se usa para la protección dv / dt del Tiristor y el transformador de pulso se usa para APAGAR el Tiristor.
Ahora, cuando damos pulso a través del transformador de pulso, fluirá una corriente opuesta en la dirección del cátodo. Esta corriente opuesta se opone al flujo de la corriente del ánodo y si I A - I P <I H Tiristor se APAGARÁ.
Donde I A es la corriente de ánodo, I P es la corriente de pulso e I H es la corriente de retención.