Para melhor compreensão do projeto necessita-se ter compreendimentos de algumas teorias e técnicas dispostos abaixo :
Divisor de Tensão
O divisor de tensão é formado por uma associação em série de resistores, onde a
tensão total aplicada na associação se divide nos resistores, de maneira
proporcional aos valores de cada um deles. Um circuito divisor de tensão é
mostrado abaixo:
O circuito divisor de tensão serve para fornecer parte da tensão de alimentação para um componente ou circuito. Dessa maneira, com um divisor de tensão é possível, por exemplo, obter 6V para um componente, a partir de uma fonte de 10V, como mostrado:
Eletrônica de Potencia
Eletrônica de potência - é a área da eletrônica que se ocupa do processamento da energia
elétrica visando obter maior eficiência (menores perdas nos processos de conversão de
energia) e qualidade (energia limpa em termos de impacto ambiental). Os métodos
empregados em eletrônica de potência baseiam-se na utilização de
dispositivos semicondutores operados em regime de chaveamento para realizar o controle do
fluxo de energia e a conversão de formas de onda de tensões e correntes entre fontes e cargas.
Os componentes eletrônicos utilizados na eletrônica de potência são normalmente operados
apenas no modo de chaveamento (liga / desliga), sendo geralmente otimizados para este tipo
de operação. A maioria deles não deve ser usada no modo de operação linear. O aparecimento
da Eletrônica de Potência proporcionou uma alternativa vantajosa para o processamento de
energia, devido à baixa perda de energia no chaveamento somada a pouca necessidade de
manutenção das chaves semicondutoras. A ideia de se fazer conversão de energia através
do chaveamento surgiu nos anos 20 do século passado, mas durante as três décadas
subsequentes teve pouca evolução. Com a invenção do tiristor, ao fim dos anos 50, iniciou-se
um grande surto de evolução tecnológica da eletrônica de potência, que se estendeu pelos
anos 60 e propiciou, nos anos 70, o início das implantação da eletrônica de potência em escala
industrial. As principais aplicações da eletrônica de potência são no acionamento
de máquinas elétricas e cargas de grande potência, em corrente contínua ou alternada, através
do uso de tiristores e transistores de alta capacidade. Além disso a eletrônica de potência lida
com o condicionamento da energia elétrica por meio circuitos eletrônicos
denominados conversores estáticos que permitem converter a energia elétrica de corrente
alternada para corrente contínua e vice-versa. Dentre os equipamentos industriais dotados de
eletrônica de potência podemos citar as fontes chaveadas, os conversores de frequência e
dispositivos de partida suave (Soft-Starter) utilizados para controlar o funcionamento
de motores elétricos.
DIAC
O DIAC pode ser visto como a justaposição de duas estruturas PNPN em ordens inversas
(PlN1P2N2 eP2NlPlN3). Cada estrutura é responsável pela condução num sentido, quando
disparada. Aplicando-se ao dispositivo uma tensão com a polaridade indicada na figura 2 a
estrutura que está apta a conduzir é PlNlP2N2. Nessa hipótese, na região de bloqueio, a junção
J1 está diretamente polarizada e a J2, inversamente polarizada, sendo essa a junção responsável
pelo bloqueio. A junção J4 está ligeiramente polarizada no sentido inverso devido à queda
ôhmica na região P1 resultante da passagem de uma pequena corrente de fuga pelo dispositivo.
Essa corrente ao atingir a região P2 se bifurca em 2 componentes: uma que atravessa
lateralmente a região P2 até atingir 0 contato metálico e outra que atravessa a junção J3,
diretamente polarizada. A polarização direta dessa junção é uma consequência da
resistividade não-nula do material da região P2: a passagem de uma corrente (lateral) e
acompanhada de uma diferença de potencial que também polariza a junção J3 diretamente.
A Figura acima - Estrutura de um DIAC. Alguns tracejados foram suprimidos a bem da clareza do
desenho. A relação entre essas 2 componentes de corrente não e fixa: para baixos níveis
predomina a que atravessa lateralmente a região P2 e para níveis mais elevados, a que
atravessa a junção J3. Para disparar 0 DIAC então, basta elevar a corrente que o atravessa.
Assim eleva-se a corrente de emissor do transistor NlP2N2 (corrente através da junção J3) e,
portanto o valor de N1P2N2 α (no outro sentido seriam o transistor N1P1N3 e a junção J4). O
processo convencional de disparo do DIAC consiste na elevação da tensão aplicada acima de
um valor (dito) de disparo. Ele também pode ser disparado pelos outros processos comuns a
todos os tiristores (elevação de temperatura, incidência de luz, etc.). Para permanecer em
condução a corrente deve ser maior do que um valor de manutenção.
Se corrente cai abaixo desse valor 0 dispositivo comuta para 0 bloqueio. O processo de corte
pode ser acelerado pela passagem de uma corrente de recuperação no sentido inverso ao
sentido prévio de condução. Essa corrente contudo e limitada pois existe 0 risco de disparo do
DIAC no outro sentido.
TRIAC
O TRIAC é um componente semicondutor que nasceu da necessidade de se dispor de
interruptor controlado, que apresentasse as características funcionais de um SCR, mas que
permitisse o controle do ciclo completo da corrente alternada. A palavra TRIAC é uma
abreviação da denominação inglesa Triode AC que significa tríodo para corrente alternada.
Como o próprio nome indica, o componente dispõe de três eletrodos. O circuito equivalente é
mostrado na figura a seguir.
Para se conseguir a operação em AC, utiliza-se dois SCRs em ligação antiparalela.
MT2 = terminal principal 2 (Main Terminal 2)
MT1 = terminal principal 1 (Main Terminal 1)
G = Gate ou porta
Veja na figura a seguir a estrutura interna de um TRIAC
Sua estrutura compõe-se de dois sistemas interruptores, sendo um PNPN e outro NPNP,
ligados em paralelo. Seu circuito equivalente é composto de dois SCRs complementares, ou
seja, ligados em paralelo com polaridade invertida. Observa-se no desenho os dois eletrodos
principais MT2 e MT1, que neste caso não são denominados anodo e catodo, pois trabalham
com dupla polaridade na tensão alternada.
As curvas características assemelham-se as dos SCRs exceto que oTRIAC conduz nos
quadrantes I e III
Funcionamento
O TRIAC, como o SCR, não é construído para operar com tensão de avalanche direta, são
projetados para fechar por meio de disparo e abrir por meio de baixa corrente. Porém, exibe as
mesmas características de corrente e tensão nas duas direções. O dispositivo é ativado quando
submetido a uma corrente de Gate suficientemente alta e é desativado pela simples redução de
sua corrente anódica abaixo do valor de manutenção IH
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