Transil - Proteção contra sobretensão para Triacs (ART659)

Escrito por Newton C Braga

Boa parte dos eletro-eletrônicos da linha branca utiliza Triacs no controle de potência. Solenóides, motores, elementos de aquecimento são controlados diretamente por estes dispositivos de estado sólido, que apesar de sua robustez possuem pontos fracos e por isso precisam de proteção. A STMicro (www.st.com) possui dispositivos de proteção para esta finalidade e neste artigo, baseado no Application Note AN1966, descrevemos sua utilização. Verifique a atualização possível dos componentes da ST para esta aplicação. Esta é nossa recomendação na revisão de 2012.

Picos de tensão gerados na comutação de cargas indutivas podem colocar em risco a integridade de Triacs. Uma forma simples de se proteger estes componentes consiste em se ligar em paralelo com o Triac um varistor, no entanto, esses dispositivos não são eficientes com cargas de correntes muito altas. A elevada resistência do Varistor quando comparada com a corrente que deve ser conduzida num transiente pode impedir uma ação eficiente na proteção do Triac. Também deve ser levado em conta que picos de tensão aparecem no Triac mesmo com correntes baixas, da ordem de 15 a 50 mA. Estes picos ocorrem principalmente quando cargas indutivas são comutadas, logo no início da condução.

Na figura 1 temos um circuito típico de controle de potência utilizando Triac sem circuito de proteção.

 

Figura 1- Circuito típico de controle de potência utilizando Triac.
Figura 1- Circuito típico de controle de potência utilizando Triac.

 

Num circuito como este, somente uma parte do Triac é efetivamente ligada e o triac pode permanecer num estado de baixo dv/dt, ocorrendo um risco para o componente quando ele alimenta cargas resistivas puras. O princípio de proteção proposto consiste em ligar o Triac pela comporta tão logo a tensão nele exceda certo valor, conforme mostra a figura 2. O triac é então disparo pelo próprio diodo.

 

Figura 2 - Proteção com um diodo transil (R) bidirecional.
Figura 2 - Proteção com um diodo transil (R) bidirecional.

 

O diodo bidirecional Transil tem uma curva característica conforme mostrado na figura 3.

 

 Figura 3 - Curva característica do diodo bidirecional Transil da STMicro.
Figura 3 - Curva característica do diodo bidirecional Transil da STMicro.

 

Com a utilização de um Transil para 376 V, pode-se proteger um Triac de 600 V que passará a ter as características mostradas na figura 4.

 

   Figura 4 - Novas características do triac protegido pelo circuito indicado
Figura 4 - Novas características do triac protegido pelo circuito indicado

 

Com este recurso garante-se que o Triac sempre operará dentro dos limites de tensão dados pelo fabricante. Além disso, sendo comutado pela comporta o Triac terá condições ótimas de dv/dt.

Para cálculos e informações mais completas sobre este método de proteção, sugerimos aos leitores que consultem a documentação original da STMicro.