SCR (El rectificador controlado de Silicio)

Los SCR (Rectificador Controlado de Silicio), también conocidos como tiristores, son dispositivos semiconductores utilizados en electrónica de potencia para controlar el flujo de corriente en circuitos de corriente alterna (CA). Estos dispositivos permiten la conducción de corriente eléctrica en una dirección y, una vez activados mediante una señal de disparo, permanecen conduciendo hasta que se interrumpe la corriente o se aplica un método específico para su desactivación.

Características principales de los SCR:

Conducción unidireccional: Los SCR permiten la conducción de corriente en una dirección, desde el ánodo hacia el cátodo, similar a un diodo rectificador.
Acción de bloqueo: Inicialmente, el SCR bloquea el flujo de corriente hasta que recibe una señal de disparo en su terminal de compuerta (gate). Una vez activado, conduce corriente incluso después de que la señal de disparo se retire hasta que la corriente principal se reduzca por debajo de un nivel específico, como cero.
Capacidad de amplificación: Pueden controlar grandes cantidades de corriente y voltaje con un pequeño impulso de corriente en la compuerta.
Baja pérdida de potencia: Tienen una baja caída de voltaje en estado de conducción, lo que minimiza las pérdidas de potencia.
Aplicaciones de alta potencia: Se utilizan en sistemas de control de potencia de alta tensión y corriente, como variadores de velocidad de motores, control de calentadores eléctricos, sistemas de energía renovable y circuitos de control de fase en iluminación.

Funcionamiento de un SCR:

El Rectificador Controlado de Silicio (SCR) es un dispositivo semiconductor que se utiliza para controlar grandes cantidades de corriente eléctrica en circuitos de alta potencia. Su funcionamiento se basa en la activación y desactivación controlada del flujo de corriente a través de él.

El SCR tiene tres terminales principales: ánodo (A), cátodo (K) y compuerta (G). El ánodo es el terminal positivo, el cátodo es el terminal negativo y la compuerta es el terminal de control.

El funcionamiento del SCR se divide en tres estados:

Estado de bloqueo (Off): En este estado, el SCR actúa como un interruptor abierto, y no permite el flujo de corriente entre el ánodo y el cátodo. Aunque se aplique voltaje entre el ánodo y el cátodo, el dispositivo permanece en estado de bloqueo hasta que se activa.
Disparo o Encendido (On): Para activar el SCR y pasar al estado de conducción, se aplica un impulso corto de corriente o voltaje positivo en el terminal de compuerta (G) con respecto al cátodo (K). Esta señal de disparo activa el dispositivo y permite que la corriente fluya del ánodo al cátodo.
Conducción o Mantenimiento (On): Una vez que el SCR ha sido activado mediante la señal de disparo, continúa conduciendo corriente incluso si se retira la señal de compuerta. Permanece en estado de conducción hasta que la corriente principal (entre ánodo y cátodo) disminuye por debajo de un punto específico, como el paso a través de cero o un valor crítico de corriente.

El proceso de desactivación, que lleva al SCR de nuevo al estado de bloqueo, se realiza naturalmente cuando la corriente a través del dispositivo disminuye por debajo del nivel requerido para mantener la conducción. También puede desactivarse aplicando un impulso inverso en la terminal de ánodo-cátodo o mediante un circuito de control externo.

Esta capacidad de control de potencia del SCR lo hace valioso en aplicaciones que requieren regulación de corriente de alta potencia, como variadores de velocidad de motores, sistemas de control de fase en iluminación, sistemas de energía renovable, control de calefacción y muchas otras aplicaciones industriales y de electrónica de potencia.

Aplicaciones de los SCR:

Los Rectificadores Controlados de Silicio (SCR) o tiristores son fundamentales en aplicaciones que requieren el control de corriente de alta potencia. Algunas de sus principales aplicaciones incluyen:

Control de velocidad de motores: Los SCR se utilizan en variadores de velocidad para controlar motores eléctricos. Permiten arranques suaves, regulación de velocidad y control preciso del par motor en aplicaciones industriales, desde maquinaria pesada hasta sistemas de transporte.
Control de potencia en sistemas de iluminación: En sistemas de iluminación regulable, como lámparas, luminarias o sistemas de iluminación LED, los SCR se emplean para controlar la intensidad luminosa. Esto permite ajustar la luminosidad según las necesidades específicas del ambiente.
Energías renovables: Los SCR se utilizan en sistemas de energía renovable, como paneles solares y turbinas eólicas, para regular la cantidad de energía que se entrega a la red eléctrica. Ayudan a maximizar la eficiencia y a garantizar una transmisión de energía segura y controlada.
Control de calefacción y hornos: En sistemas de calefacción eléctrica, hornos industriales y equipos de secado, los SCR controlan la cantidad de energía entregada a los elementos de calefacción, permitiendo un control preciso de la temperatura.
Electrodomésticos y sistemas de climatización: Se utilizan en algunos electrodomésticos, como estufas eléctricas, sistemas de aire acondicionado y calefacción central, para regular la potencia entregada a los elementos de calefacción y refrigeración.
Control de motores de tracción en trenes y vehículos eléctricos: Los SCR controlan la potencia entregada a los motores de tracción, lo que permite una regulación eficiente de la velocidad y el par en aplicaciones de transporte eléctrico.
Sistemas de soldadura por arco: En la soldadura por arco eléctrico, los SCR se utilizan para controlar la potencia entregada al arco, permitiendo ajustar la intensidad y la calidad de la soldadura.
Fuentes de alimentación regulables: En equipos de laboratorio y sistemas de suministro de energía, los SCR se emplean para regular y controlar la potencia entregada a los diferentes dispositivos conectados.

Los SCR son esenciales en aplicaciones que requieren el control de grandes cantidades de corriente eléctrica y potencia, proporcionando una regulación precisa y eficiente. Su capacidad para manejar altos niveles de potencia los hace vitales en una amplia gama de aplicaciones industriales y de electrónica de potencia.