Disipación De Potencia

Potencia disipada durante la conmutación El encendido de los tiristores se realiza en forma normal por la aplicación a la compuerta de un pulso de las características adecuadas. Pulso que origina una conducción inicial que tiene lugar en la zona más próxima a los contactos de compuerta y cátodo, denominada “zona primaria de cebado”. La conducción luego se propaga a toda la superficie del cátodo con una velocidad aproximada de 0,1 mm/nseg. En consecuencia, se tienen dos etapas diferenciadas en el proceso de encendido de un tiristor Creación de una zona primaria de conducción. Propagación del estado conductivo al resto del cátodo. Como durante el encendido del tiristor, la conducción inicial tiene lugar en la zona primaria de cebado, si la corriente impuesta por el circuito exterior es muy elevada, su crecimiento se manifiesta en un tiempo tr muy pequeño- Este es el caso de cargas resistivas, donde resulta una densidad de corriente muy elevada en la zona primaria de cebado, dado que esta zona por donde circula inicialmente la totalidad de la corriente, es muy pequeña comparada con la zona total preparada para conducir la corriente máxima nominal. A su vez, la tensión durante la conmutación presenta un tiempo de caída, que para carga resistiva es también el tiempo de crecimiento tr. Durante este tiempo, estarán presentes tensión y corriente en forma simultánea. Esto origina valores de potencia instantánea elevados, y la energía disipada en el volumen reducido de la zona primaria da lugar a un calentamiento excesivo, que de alcanzar el “límite térmico crítico”, destruye dicha zona por fusión del elemento. Este fenómeno se conoce como destrucción por di/dt; dado que el tiempo tr de crecimiento de la corriente es menor que el tiempo que necesita el tiristor para establecer la conducción en toda la superficie de su cátodo. Por ejemplo, un tiristor de 8 A – 400 V (GE-C12) tiene una pastilla cuadrada de silicio de aproximadamente 2 mm. de lado. Para el tipo de construcción planar, con compuerta central, haciendo un cálculo promedio del tiempo que tarda en conducir toda la superficie de la pastilla, se puede suponer que la distancia a la cual debe extenderse la conducción, partiendo de la zona primaria, es de 1 mm. Entonces, si la velocidad de propagación de la conducción es de 0,1 mm/nseg., resulta: t= 1 / 0,1=10 nseg. Tiempo mucho mayor que el tr de este tiristor, que es del orden de 1 nseg en su funcionamiento mas lento. Como el tr es menor cuando el tiristor trabaja con tensiones más altas, se presenta una situación más desfavorable con el aumento de la tensión, por lo que los fabricantes establecen un valor de di/dt máximo admisible por el tiristor para la tensión de trabajo, o bien la que se especifique en cada caso. La di/dt máxima admisible para una corriente de ánodo y una corriente de compuerta dadas, muestran que la velocidad con que crece la corriente está limitado en un tiristor

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