<p>Se requiere protección di/dt para proteger el tiristor o SCR de la formación de un punto caliente local debido al alto valor de la tasa de cambio de la corriente del ánodo, es decir, di/dt cerca de la unión de la puerta al cátodo durante su proceso de encendido.
Cuando un tiristor o SCR tiene polarización directa y se activa mediante un pulso de compuerta, la conducción de la corriente del ánodo comienza en la vecindad inmediata de la unión del cátodo de la compuerta. A partir de entonces, la corriente del ánodo se extendió por toda el área de unión del cátodo de la puerta. El tiristor o SCR está diseñado de tal manera que permite el paso de corriente en toda la unión lo antes posible. Pero en caso de que la tasa de aumento de la corriente del ánodo di/dt sea mayor que la velocidad de propagación de la corriente en el área de unión, entonces habrá una posibilidad de que se forme un punto caliente local. Dado que la corriente sube en la vecindad de la puerta a la unión del cátodo, se puede formar un punto caliente en esa región. Esta formación de puntos calientes es dañina para el SCR y puede dañarlo. Esto requiere un método de protección del SCR contra di/dt alto durante el encendido.
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Método de protección di/dt
El valor de di/dt se puede mantener por debajo del límite aceptable utilizando un pequeño inductor en serie con el circuito del ánodo. Este pequeño inductor se llama inductor di/dt.
Cálculo del valor del inductor di/dt
Consideremos un SCR o tiristor que tiene un valor permisible de di/dt de “S” A/µs. Este SCR controla la potencia a través del interruptor en una resistencia de carga R. Ahora se requiere encontrar el valor del inductor di/dt utilizado para limitar el di/dt dentro de QA/µs.
Cuando el interruptor SW está cerrado y el tiristor o el SCR se enciende mediante un pulso de compuerta, la ecuación de voltaje para el circuito se convierte en
V = Ri + Ldi/dt
Si resolvemos la ecuación anterior, la corriente del ánodo será la siguiente.
yo = (V/R)[1 – e(-t/ τ)]
donde τ = (L/R)
Diferenciando el valor anterior del tiempo de lectura actual, obtenemos
di/dt = (V/L)e(-t/ τ)
El valor máximo de di/dt ocurrirá justo después del inicio de la conducción de SCR. Sea este instante de tiempo t = 0. Por lo tanto, el valor máximo de di/dt estará dado por
(di/dt)máx = (V/L)
Pero el valor máximo permisible de di/dt de SCR es S, por lo tanto
(di/dt)máx ≤ S
(V/L) ≤ S
L ≥ (S/V)
Por lo tanto, el valor mínimo del inductor di/dt debe ser igual a (S/V), donde S es el valor permisible de di/dt de SCR y V es la fuente de voltaje. Si se utiliza una fuente de voltaje de CA en lugar de CC, el valor máximo del voltaje de CA, es decir, Vm, debe colocarse en la expresión de L en lugar de V.
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