Aplicacion N�900 OPTEC

Aplicacion N°900

OBSERVACIONES AL dv/dt

Las señales de gate para los dos TIRISTORES en el circutio de la figura 510.1 tienen que ser aisladas una de la otra, ya que si no lo son, los dos cátodos estarían conectados y ambos TIRISTORES entrarían en corto circuito.

Los optotriacs se utilizan para proveer un aislamiento óptico entre la entrada (fuente de comando) y la salida (carga) de circuitos. Los optotriacs con cruce por cero (ZC) y sin cruce por cero (NZC) se usan para hacer interfase de aplicaciones entre baja corriente DC y cargas de alta potencia AC. En muchas aplicaciones, el uso de optoTRIAC ZC eliminan o minimizan los picos de corriente que resultan de la interferencia electromagnetica (EMI) y de la interferencia de radio frecuencia (RFI)

Sin embargo, cuando se utilizan TRIACs para manejar cargas inductivas, se deben tomar especial atención a ciertos parametros. Esto se debe al hecho de que al manejar cargas inductivas, el voltaje y la corriente no estarán en fase el uno con el otro. De aquí , que los conceptos de Dv/Dt estático y de conmutación deberán ser considerados al utilizar optotriacs.

Los nuevos optotriacs son capaces de cumplir con los mas altos niveles de prueba (4kV) para inmunidad de transientes RÁPIDOs según la norma EN61000-4-4.

Tipos de dv/dt en los TRIAC

Uno de los parámetros que merece especial atención cuando discutimos el diseño de TIRISTORes y TRIACs en particular, es la salida dv/dt. Este parámetro se clasifica en dos categorias: la salida dv/dt estática y de conmutacion. Cada uno de estos parametros de salida dv/dt se analizan con sus diferentes causas y efectos.

El dv/dt estático

El dv/dt estático es el comportamiento por el cual el TIRISTOR puede ser engatillado como resultado del ruido eléctrico en la carga de salida, aun sin ninguna señal de engatillado (Lf=0) en la entrada. El mecanismo por el cual este tipo de engatillado falso se da es por el regreso de transientes de alta frecuencia desde la salida del TIRISTOR hacia el gate por medio de capacitancias parásitas. Los fabricantes entregan el valor del dv/dt estático en las hojas de datos y lo especifican en V/us. Estos pueden estar desde 600volt/us hasta 10.000V/us.

Dv/dt de conmutación

El dv/dt de conmutación no es un parámetro de diseño que venga a efectuar un inesperado encendido. En cambio este previene el apagado del TRIAC. Es importante anotar que el asunto del dv/dt de conmutación juega un papel durante el apagado (el TRIAC se apaga despues iF hace su transición de alto valor hacia cero y el cruce por corriente cero de la corriente AC atraves de él.

La figura 520.1 muestra una manera de ver la diferencia entre el dv/dt estatico y de conmutacion . La parte de mano derecha de la onda en la figura 520.1 marcada como dv/dt crq se refiere a la dv/dt estática o al aumento de tiempo máximo de pulso requerido para encender el TRIAC desde un estado de apagado. La parte izquierda de la figura 520.1 ilustra la condición bajo la cual sucede el dv/dt de conmutación (dV/dt cr ) . Esto describe que tanto tiempo tiene que estar el TRIAC apagado para asegurar que el dispositivo se mantenga apagado, puesto que no se desea el incremento del voltaje en el TRIAC mientras que la corriente en el TRIAC esta crusando el cero.

Fig. 520.1 Dv/dt Estático de Conmutación.

La figura 520.2 describe una forma practica de medir el parametro dv/dt. En otras palabras, cual sería la maxima frecuencia senosoidal que un TRIAC puede soportar antes de no apagarse una vez se gatillea. En la práctica esta es la manera mas fácil de medir el dv/dt de conmutación. La única cosa que se requiere es una fuente AC de suficiente voltaje y rango de frecuencia.

Fig. 520.2 Medida del Dv/dt.

En el caso de cargas inductivas, el dv/dt es de suma importancia, porque el dv/dt de conmutación efectivo esta muy ligado al factor de potencia de la carga. Esto se ilustra en la figura 520.3 y entenderlo simplemente requiere que el lector regrese a la regla básica de la electrónica “ELI el hombre ICE (de hielo)” (ELI se usa para representar el hecho de que el voltaje de la inductancia persigue a la corriente. ICE se usa para representar el hecho de que la corriente capacitiva persigue al voltaje). Si la corriente se atrasa con respecto al voltaje, como en el caso de carga inductiva, en el momento que la corriente crusa el cero y el TRIAC se apaga, existe un voltaje significativo en el dispositivo, y es un momento inadecuado para encenderse de nuevo. De esta manera el dispositivo no tiene nunca suficiente tiempo para descargar la region del gate y simplemente se queda encendido ciclo tras ciclo. Este fenómeno se manifiesta en el encendido del dispositivo de carga y en el fallo del apagado por uno o mas ciclos despues del primer cruce por cero cuando se remueve la senal del gate.


Fig. 520.3a Carga Inductiva y dv/dt de conmutación.	Fig. 520.3b Carga Resistiva y dv/dt de conmutación.

El puente de Snubber ha sido un remedio tradicional para el mejoramiento en el comportamiento del dv/dt. Sin embargo requiere calculos únicos para cada tipo de carga lo que dificulta su implementación. Los nuevos optotriac de alta inmunidad al dv/dt permiten crear una aplicación con TRIAC evitando el diseño e instalacion del puente de snubber. OPTEC implemta en todos sus modelos con extension “VI” opto-triac con dv/dt de 10.000v/us.

Fig. 520.4 Carga Inductiva y dv/dt de conmutación sin Snubber.