Los SIDACS y LASCR son componentes de la familia de los tiristores como los SUS y SBS, Diacs y PUTS abordados en los artículos anteriores (ART1031S y ART1032S) usados en el disparo de tiristores y también en otras funciones. En este artículo abordamos sus principios de funcionamiento.
SIDAC
El SIDAC es un diodo (D) de silicio (SI), indicado para aplicaciones en circuitos de corriente alterna (AC). Esto es precisamente lo que indica la sigla Silicon Diode for Alternating Current.
Este dispositivo tiene una característica de la leña similar al de Diacs, pero con la capacidad de funcionar con tensiones y corrientes mucho más grandes.
En la figura 1 tenemos la curva característica de ese componente.
El SIDAC es un componente bilateral, como podemos observar por las curvas, lo que lo hace apropiado para aplicaciones en AC.
Cuando la tensión entre los terminales del SIDAC está por debajo de un cierto valor V(BO), está bloqueado. Si la tensión excede este valor, el dispositivo conduce y la tensión entre sus terminales caen al valor de conducción directo V (TM) del orden de 1,1 V.
La corriente que puede conducir en este estado puede llegar a 10 A para pulsos cortos (10 us, 1 kHz repetición de frecuencia).
Una vez que se ha disparado, el dispositivo permanece en esta condición hasta que se superen las condiciones de mantenimiento, es decir, la corriente cae por debajo de un determinado valor o la tensión aplicada también cae más allá de un determinado valor.
Para los SIDACs típicos, como los fabricados por ON o NTE las tensiones de ruptura pueden ir de 45 a 250 V con corrientes efectivas en el rango de 1 a 10 A.
Como pueden conducir corrientes intensas en el disparo son dispositivos ideales para el control de Tiristores (Triacs y SCRs) de pequeña sensibilidad en circuitos de potencia. Entre las aplicaciones más importantes indicadas para los SIDACs podemos citar:
Protectores contra sobretensiones
Intermitentes de xenón
Osciladores de relajación
Starters de las lámparas de vapor de sodio
Sistemas de ignición que utilizan gas natural o aceite
Fuentes de alimentación de alta tensión
En la figura 2 tenemos información sobre un SIDAC típico de su datasheet.
Note que a diferencia de los otros dispositivos de disparo que hemos estudiado, el SIDAC puede manejar corrientes relativamente intensas.
A continuación, algunos circuitos prácticos de ejemplo.
El ON Semiconductor en un application note (AND8015/D presenta una aplicación práctica interesante para su SIDAC MKP1V120RL.
Como se muestra en la figura 3, este componente se puede utilizar para alargar la vida útil de las lámparas incandescentes comunes.
Aunque las lámparas incandescentes comunes ya no se utilizan en la iluminación doméstica todavía hay equipos de varios tipos, tales como pequeños invernaderos, criadores, fuentes de infrarrojos y secadores que hacen uso de este tipo de Dispositivo.
Un caso importante que se considera al utilizar este circuito es que en lugares de difícil acceso, principalmente instalaciones externas, el coste y el trabajo de cambiar la lámpara en caso de quemarse son significativos, y debe tenerse en cuenta la extensión de su Vida.
El dispositivo está conectado en serie con la lámpara y su propósito es disminuir la tensión RMS aplicada al filamento y así aumentar la durabilidad de la lámpara.
También debe tenerse en cuenta que una reducción de la tensión RMS aplicada a la lámpara reduce el consumo de energía.
Según se afirma, la durabilidad de la lámpara se puede aumentar entre 1,5 y 5 veces, dependiendo del tipo y de la energía. En esta aplicación, como los interruptores SICAD sólo con una cierta tensión, parte del ciclo aplicado a la lámpara se corta como se muestra en la figura 4.
Este corte, a diferencia de lo que ocurriría con un reductor resistivo, no consume energía.
El ángulo de conducción, utilizando un SIDAC para 120 V, puede ser entre 110 y 130 grados correspondientes a las reducciones de potencia de 10 a 30%.
EMI
Cabe señalar que la rápida conmutación de un SIDAC hace que este dispositivo genere interferencia electromagnética.
En el caso práctico de un circuito como el que mostramos, esta interferencia aparecerá principalmente en las radios AM que están conectadas cerca de la lámpara (Lo mismo ocurre con las modernas lámpara económicas e de LEDs.).
En la figura 5 se muestra un filtro para reducir este ruido.
Es importante que la frecuencia de resonancia del circuito esté por encima del límite audible para que no genere ruidos audibles cuando esté en funcionamiento.
En la elección del SIDAC para una lámpara dada, el pico de corriente que se produce cuando se enciende y el filamento es frío (con menos resistencia) debe tenerse en cuenta.
Otros Circuitos
En la figura 6 tenemos un circuito de un Flasher Neon utilizando un SIDAC de Teccor.
Esta empresa fabrica SIDACs de 79 a 330 V para aplicaciones como se muestra.
Este circuito no es más que un oscilador de relajación donde la frecuencia depende del resistor de carga y del capacitor junto a lo SICAD.
El resistor de 20 M (22 M estandarizados) puede tener su valor alterado según la aplicación.
El transformador utilizado es el tipo de pulso de 4 kV para accionar lámparas de xenón comunes.
En la figura 7 tenemos un circuito de ignición de gas del tipo encontrado en cocinas de gas comunes, generando alto voltaje también de un oscilador de la relajación con un SIDAC.
En la figura 8 tenemos el circuito del oscilador de relajación típico con SIDAC con las fórmulas que permiten calcular los valores de sus componentes.
Vea que los valores máximos y mínimos de R son críticos dependiendo principalmente de la tensión de entrada y de las tensiones de disparo y mantenimiento del SIDAC, además de las corrientes involucradas.
Nótese también que la forma de onda de este circuito es de diente de sierra, pero con un aumento exponencial de la tensión, dada por la carga del capacitor C.
LASCR
Los LASCRs o Light Activated SCRs son diodos controlados de silicio, es decir, SCRs, que pueden ser disparados por la luz.
Su principio de funcionamiento es simple: todas las junturas semiconductoras son sensibles a la luz, que pueden liberar los portadores de la carga y con esto, aumentar la conducción de los dispositivos.
Los SCRs común no se ve afectado por la luz porque están encerrados en cubiertas opacas.
Sin embargo, en el caso de los LASCRs, las cubiertas están equipadas con una ventana que permite la incidencia de luz en las junturas, o se fabrican en cubiertas de plástico transparente como los fotodiodos y fototransistores.
Con esto, la luz causa un aumento en la corriente del disparado hasta que ocurre la conmutación. En la figura 9 tenemos el símbolo utilizado para representar este componente.
Actualmente, estos dispositivos no son muy utilizados, y hay alternativas a los disparados por luz, por lo que no son comunes.
Una aplicación para estos dispositivos está en los relés de estado sólido ya integrados con un emisor.
