La conmutación en electrónica de potencia se refiere al proceso de conmutación de SCR. Siempre que hablamos de conmutación en la electrónica de potencia, simplemente nos referimos al proceso para apagar un SCR. Este artículo detalla acerca de la conmutación de SCR, Conmutación Natural, Conmutación Forzada y varios tipos de técnicas de Conmutación Forzada.
Índice de contenidos
¿Qué es la conmutación de SCR?
La conmutación de SCR se define como el proceso de apagar un SCR/tiristor. Es el proceso por el cual un SCR o tiristor se pone en estado APAGADO desde el estado ENCENDIDO. Sabemos que un SCR se enciende aplicando una señal de puerta a un SCR con polarización directa. Lea “Condiciones requeridas para encender un SCR” para una mejor comprensión. Pero con el fin de controlar o acondicionar la energía, se requiere apagar el SCR cuando sea necesario. Apagar un tiristor significa llevarlo al modo de bloqueo directo desde el modo de conducción directa. También sabemos que, una vez que un SCR entra en modo de conducción directa, la puerta pierde su control. Esto significa que se deben emplear algunas técnicas/circuitos externos para apagar el SCR. Este circuito externo se conoce como circuito de conmutación.
Para apagar un SCR/tiristor, se requiere que su corriente de ánodo caiga por debajo de la corriente de retención y se debe aplicar un voltaje inverso a través del SCR durante el tiempo suficiente para que vuelva al modo de bloqueo directo desde el modo de conducción directa. Por lo tanto, para apagar un SCR, se deben aplicar algunos métodos para que se puedan cumplir las condiciones mencionadas anteriormente para apagar el SCR según el requisito. Este método de apagar un SCR/tiristor se llama proceso de conmutación.
Tipos de técnicas de conmutación SCR:
Existen principalmente dos tipos de técnicas de conmutación SCR: Conmutación Natural y Conmutación Forzada.
Conmutación natural de SCR:
La conmutación natural de SCR es el proceso de apagar un SCR sin usar un circuito de conmutación adicional. Esta técnica de conmutación solo ocurre en el circuito de CA. Para una mejor comprensión, consideremos un circuito SCR energizado desde una fuente de CA.
Cuando SCR está conduciendo, la corriente pasará por cero después de cada medio ciclo positivo. Después de eso, la fuente de CA aplica un voltaje inverso a través de los terminales de SCR hasta el comienzo del segundo ciclo. Si el tiempo de aplicación del voltaje inverso aplicado por la fuente de CA es mayor que el tiempo de apagado del SCR, entonces el SCR se apagará.
De la forma de onda anterior, se pueden observar los siguientes puntos:
- El SCR se dispara o activa en un ángulo de δ en el voltaje de la fuente.
- La forma de onda de la corriente de salida o corriente del ánodo SCR (Io = Vo / R) es sinusoidal ya que la carga es una carga resistiva.
- Cuando el voltaje de la fuente de CA llega a cero en ωt = π, la corriente de carga o la corriente del ánodo SCR se vuelve cero.
- Después de ωt = π, el voltaje de la fuente se vuelve negativo y, por lo tanto, el voltaje a través del SCR también se vuelve negativo. Por lo tanto, SCR es un sesgo inverso de ωt = π a ωt = 2π, es decir, durante un período de tiempo de tc = (π / ω). Esta vez tc se llama Tiempo de apagado del circuito.
- Si tc es mayor que el tiempo de apagado del SCR, entonces el SCR se apagará..
Por lo tanto, vemos que el SCR se apaga debido a la tendencia natural de la CA. Esta es la razón por la que este tipo de técnica de conmutación se llama Conmutación Natural. También se debe tener en cuenta que no se requiere ningún circuito adicional en esta técnica de conmutación. Esta técnica de conmutación es básicamente la técnica de conmutación Clase-F (que puede encontrar en mucha literatura) que también se conoce como Conmutación de línea de SCR.
Conmutación Forzada de SCR:
A diferencia de la conmutación natural, se requiere un circuito externo para forzar la corriente andoe del SCR por debajo de la corriente de retención y mantener el SCR con polarización inversa durante un período mayor que el tiempo de apagado del tiristor/SCR. Esta técnica se aplica para el circuito de CC. El circuito de conmutación para conmutación forzada se compone de inductor y condensador. La conmutación forzada se aplica a Choppers e Inversores.
Existen varias técnicas de conmutación forzada. Son los siguientes:
- Conmutación de clase A (también conocida como conmutación de carga)
- Conmutación Clase-B (también conocida como Conmutación de Pulso Resonante)
- Conmutación Clase-C (a menudo llamada Conmutación de cortesía)
- Conmutación de clase D o conmutación de impulso
- Conmutación Clase-E o Conmutación de Pulso Externo
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