Como Testar diodos e SCRs de alta potência (INS224)

Escrito por Newton C Braga

As características dos diodos e SCRs são as mesmas independentemente de sua capacidade de corrente. No entanto, no caso dos dispositivos de maior potência, como o teste de funcionamento é feito com circuitos que operam normalmente com correntes muito mais baixas que as normalmente conduzidas, os resultados obtidos podem enganar o profissional. Assim, não só técnicas como equipamentos apropriados devem ser usados nos testes. Veja como isso deve ser feito.

O teste de SCRs e Diodos de alta pot6encia exige o uso de técnicas especiais e também de equipamentos apropriados, havendo diversas possibilidades para isso.

O método mais recomendado é o que faz uso de um traçador de curvas que pode mostrar ao mesmo tempo a tensão aplicada no dispositivo e a corrente correspondente, conforme suas características reais, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

No entanto, nem todos possuem à disposição um equipamento caro como um traçador de curvas. E, mesmo que disponha de um, o teste pode ser necessário num local longe de onde ele está.

Assim, algumas técnicas alternativas permitem o teste desses componentes usando circuitos simples.

Basicamente o que ocorre é que se o componente estiver bem danificado, representando um curto, os testes com um multímetro funcionam. No entanto, se o dispositivo não estiver completamente em curto, a baixa corrente de teste que os multímetros comuns usam podem falsear os resultados.

Assim, um dispositivo bom pode apresentar resistências que variam numa faixa de até 500% quando testados com um multímetro, e até mesmo serem dados como um circuito aberto na condição de polarização direta, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2
Figura 2

 

Um dispositivo em bom estado pode ser descartado por se apresentar como ruim num teste feito de forma inapropriada.

Damos a seguir alguns circuitos simples que podem ser de grande utilidade para os que desejam testar diodos e SCRs com mais segurança da que é oferecida por um simples multímetro ou megôhmetro.

 

As informações que damos neste artigo são documentadas de forma por muitas empresas fabricantes de SCRs e Diodos como a International Rectifier.

 

Testando SCRs

Quando se testa um SCR é preciso levar em conta dois parâmetros importantes desses componentes.

Um deles é a corrente de disparo ou Igt que é a corrente necessário para levar o componente à plena condução.

O outro é a corrente de manutenção (holding current) apbreviada por Ih é que a corrente que deve circular pelo componente para que ele se mantenha em condução mesmo depois que o pulso de disparo seja retirado. Em outras palavras é a corrente mínima que ele pode conduzir, conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3
Figura 3

 

A corrente de disparo para os SCRs usados na maioria das aplicações industriais variam tipicamente entre 50 mA e 150 mA enquanto que as correntes de manutenção variam tipicamente entre 100 mA e 500 mA.

Evidentemente, ao se testar um SCR é sempre interessante ter em mão suas características.

Assim, um circuito de teste para esse tipo de componente deve fornecer de forma conveniente as duas correntes.

É por esse motivo que ao testar um SCR medindo a corrente entre anodo e catodo usando um circuito de baixa potência, como o mostrado na figura 4, mesmo que o pulso o dispare ele não se mantém em condução, pois a corrente principal é inferior à corrente de manutenção.

 

Figura 4
Figura 4

 

Partindo desse fato, podemos elaborar facilmente um circuito de teste relativamente simples para SCRs.

Esse circuito, mostrado na figura 5, usa uma lâmpada de lanterna de pelo menos 200 mA (para garantir a corrente de manutenção) enquanto que o resistor de comporta tem valor que garante uma corrente de disparo de pelo menos 150 mA para o SCR.

 

Figura 5
Figura 5

 

Lembramos que deve ser considerada a queda de tensão no SCR, da ordem de 2 V e que ao ser disparado, o SCR vai fazer com que a lâmpada acenda, mas não com o máximo brilho. Esse brilho menor NÃO significa que o SCR tem problemas.

Assim, ao se ligar S1, se a lâmpada já acender o SCR se encontra em curto. Ele só deve acender e assim permanecer, quando S2 for pressionada por um instante.

Um segundo circuito de teste é mostrado na figura 6, sendo alimentado pela rede de energia.

 

Figura 6
Figura 6

 

Esse circuito é usado para testar diodos. Também leva-se em conta as correntes que esses componentes devem conduzir quando polarizados diretamente.

Se as duas lâmpadas acenderem, o diodo se encontra em curto. Se apenas uma lâmpada acender o diodo se encontra bom. Dependendo dessa lâmpada, pode-se identificar a polaridade do diodo.

Se nenhuma das lâmpadas acender o diodo se encontra aberto. Uma lâmpada acesa à pleno brilho e outra fracamente indica um diodo com problemas de fuga.

Chegamos finalmente a um terceiro circuito (figura 7), mais complexo que é alimentado diretamente pela rede de energia e que, por esse motivo, só serve para testar diodos e SCRs que tenham uma tensão inversa de pico que os permita operar a partir da rede de energia.

 

Figura 7
Figura 7

 

Nesse circuito, uma ponte de diodos tem por finalidade gerar pulsos contínuos que são aplicados segundo à polaridade correta no dispositivo em teste, conforme a posição da chave comutadora.

Assim, dependendo da posição da chave pode-se testar tanto a condução na condição de disparo quanto o bloqueio na polarização inversa.

Essa chave também serve para trocar a polarização no caso do dispositivo estar sendo usado para testar diodos.

A potência da lâmpada é escolhida de modo que, com a tensão da rede ela permita a circulação de uma corrente maior do que a de manutenção, através do dispositivo em teste.

Para o caso do teste de disparo deve-se lembrar que o circuito está operando com contínua pulsante e que portanto existem momentos em que a corrente de manutenção cai abaixo do valor necessário à manutenção do dispositivo em teste sob condução.

Assim, o SCR se mantém disparado, e com isso a lâmpada indicadora permanece acesa, enquanto o interruptor de pressão se encontrar pressionado.

 

Conclusão

Evidentemente existem limites para os tipos de diodos e SCRs que podem ser testados com os circuitos apresentados. No entanto, dispositivos capazes de controlar correntes até algumas centenas de ampères, que são comumente encontrados nas aplicações industriais, podem ser testados de uma forma mais segura do que utilizando-se o multímetro ou o megohmetro.

Esses circuitos podem também ser modificados de modo a se obter informações mais completas dos dispositivos em teste e mesmo adaptados para testar dispositivos de potências muito mais altas dos que as indicadas.