Chave ON/OFF com SCR

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O SCR é um componente da família dos tiristores, que tem 3 terminais (gate, catodo e anodo); e apresenta uma característica de grande valia em muitas aplicações da eletrônica. Para que ele conduza corrente do anodo para o catodo (considerando o sentido convencional), basta que apliquemos um pulso em seu gate. Mesmo que o estímulo no gate seja removido, o dispositivo se mantém em condução (Figura 1).

Figura 1 - Funcionamento básico do SCR em DC.
Figura 1 – Funcionamento básico do SCR em DC.

A partir do estímulo aplicado, existem duas formas básica de interromper a condução do SCR, uma delas é desligando a alimentação +VS momentaneamente; e a outra é através de um botão normalmente aberto. O botão é conectado entre o anodo e o catodo do tiristor e quando pressionado por um instante, provoca o seu desligamento. Ambas as formas estão evidenciadas na Figura 2.

Figura 2 - Duas formas de desligar o SCR. (a) Desligando a alimentação brevemente. (b) Um clique em botão conectado entre anodo e catodo.
Figura 2 – Duas formas de desligar o SCR. (a) Desligando a alimentação brevemente. (b) Um clique em botão conectado entre anodo e catodo.

Vale ressaltar que estamos tratando do funcionamento do SCR em DC, seu funcionamento em AC pode ser explorado em artigos futuros. De posse deste breve conhecimento, o entendimento da chave ON/OFF já se torna bastante simples por parte do leitor. O circuito completo pode ser visto na Figura 3.

Figura 3 - Chave ON/OFF com SCR.
Figura 3 – Chave ON/OFF com SCR.

O SCR utilizado é o modelo TIC106, bastante comum e de baixo custo. O seu catodo vai ligado ao GND do circuito e o anodo vai para a carga. A carga poderá ser um simples LED, caso o leitor queira realizar alguns testes simples inicialmente. Porém, no projeto optamos pela aplicação de um relé. Como o circuito opera com 12V, o relé utilizado também tem esta tensão de trabalho e sua chave pode ser utilizada para acionar até mesmo cargas AC, de acordo com a potência suportada pelos seus contatos. A vantagem do relé é a garantia de isolamento galvânico entre o circuito de controle e a carga acionada. R1 e R2 criam uma malha de polarização, estabilizada com C1. O resistor R2 mantém o gate do SCR com 0V.

A partir de um click simples no botão ON, aplicamos um pulso de 12V no gate do SCR provocando o seu disparo. Como ele conduzirá corrente do anodo para o catodo, fará circular corrente pela bobina do relé e sobre ela teremos praticamente 12V, necessários ao seu acionamento. O diodo D1 é 1N4007 ou equivalente, responsável por evitar picos de tensão quando o relé for desligado.

Pelas propriedades já estudadas anteriormente, o SCR só para de conduzir quando a tensão da fonte for removida ou quando provocarmos um breve curto entre anodo e catodo. Esta segunda opção foi a escolhida para desligar o dispositivo. A chave OFF tem esta função.

Em resumo, clicando ON o relé liga e se manterá ligado até que cliquemos em OFF, caracterizando uma chave ON/OFF de dois botões.

A seguir apresentamos a lista de componentes para este projeto:

  • R1: resistor de 1k 1/4W;
  • R2: resistor de 15k 1/4W;
  • C1: capacitor de 100nF (cerâmico 50V ou poliéster 63V);
  • D1: diodo 1N4007 ou equivalente;
  • SCR1: TIC106 ou equivalente;
  • RL1: relé de 12V ou conforme tensão da fonte;
  • ON, OFF: chaves tácteis normalmente abertas ou outros tipos de botão similares;
  • Diversos: fios de ligação, protoboard ou PCB, caixa para alojamento, ferramentas, solda, etc.

 

Autor: Eng. Wagner Rambo

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