electrÓnica de potencia tiristor

7/24/2019 ELECTRÓNICA DE POTENCIA TIRISTOR

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-potencia-tiristor 1/11

PREPARATORIO 8

Tema :

Realizado por:

Alumno (s): XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERRERO

Fecha de Entrega: 2007_/_12 /_1 !" _______________________________ A#o mes d$a Reci%ido por:

__________________________________________________

AGOSTO 07 – MARZO 08

CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

&'R'* +E FA,E +-RE&'

*A.'RA'R-' +E E*E&R'-&A +E



E,&E*A '*-&-&A A&-'A*

Laboratorio de Electrónica de Potencia.

Nombre: XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERERO

RA&-&A 3

TEMA: &'R'* +E FA,E +-RE&'

1" '.4E-5'

1.1. Diseñar e implementar n !"ntr"l #e $ase Dire%t".

2" E6-' 8AER-A*E,

2"1" 8AER-A*E,& S!R's

& TRIA!

& O(TOTRIA!

& Di"#"s re%ti)i%a#"res

& $"%"s #e 1** +

2"2" E6-'

& Os%il"s%"pi"

9" RA.A4' REARA'R-'

9"1" +ise#ar los circuitos de la !igura 3"1 3"2" (-ncluir !ormas de onda dimensionamiento de los elementos)"



&-R&-' +E &'R'*:

De la práctica Nº 2 teníamos que los elementos calculaos para el circuito econtrol con características e los elementos a usarse son!

Diseo del !on"ersor A! # A! !ar$a R # L:

"uncionamiento el Circuito!

El %ir%it" es n %"n,ers"r A! - A! para %aras R - L /a 0e #isp"ne #e n arrel"

#e S!Rs 0e permiten s )n%i"namient" /a 0e el TRIA! p"r s2 s3l" n" pe#e

)n%i"nar %"rre%tamente %"n %aras in#%ti,as en ,ista #e 0e estas %aras tienen la

pr"pie#a# #e alma%enar ener2a l" 0e sp"ne n pr"4lema %an#" la alimenta%i3n

se %"rta / las 4"4inas sien entrean#" %"rriente.

De a52 0e %"l"%an#" l"s #i"#"s D1 / D6 primer" %mplen %"m" re%ti)i%an#" la

"n#a sen"i#al #e entra#a el n" para l"s semi%i%l"s p"siti,"s / el "tr" para l"s

neati,"s per" tam4i7n permiten 0e el ,al"r #el ,"lta8e #e la %"mperta #e l"sS!R sea pe0eñ" in)eri"r al ,al"r m9im" t"lera4le. Es as2 0e mientras n" se #7

el #ispar" #el %ir%it" #e %"ntr"l el Opt" Tria% se mantiene %"m" n %ir%it" a4iert"

per" %an#" se #a el #ispar" %"n#%e en n senti#" " en "tr" p"r l" 0e s%e#e l"

siiente:

& En el semi%i%l" p"siti,":

D1 est9 p"lari;a#" #ire%tamente D6 in,ersamente el pls" #e 0e a%ti,ar9 el

Tria% 5a%e 0e este %"n#;%a / en ,ista #e 0e S6 est9 p"lari;a#" in,ersamente

7ste n" %"n#%ir9 sin em4ar" S1 si pe#e / la %"rriente es lle,a#a a la

%"mperta #e S1 0e entra en %"n#%%i3n %erran#" el %ir%it" #e alimenta%i3n

#e la %ara in#%ti,a.

& En !er":



!an#" la señal #e alimenta%i3n llea a %er" se elimina p"r n instante la

alimenta%i3n en el Tria% p"r l" %al se #esa%ti,ar9 #e tal )"rma 0e el %ir%it"

se a4re ne,amente per" %"n la #i)eren%ia #e 0e este esta#" se #em"ra en

lle,arse a %a4" pest" 0e la %ara in#%ti,a tiene la ,irt# #e le" #e %"rtar la

alimenta%i3n %"m" alma%ena ener2a a%t<a %"m" )ente #e %"rriente

m"ment9neamente p"r l" %al la señal n" se 5a%e %er" inme#iatamente sin"

0e se #em"ra n tiemp" / le" si se mantiene en %er" 5asta 0e llee el

siiente pls" al Tria% para a%ti,arl".

& En el semi%i%l" neati,":

En el semi%i%l" neati," en %am4i" D6 / S6 est9n p"lari;a#"s #ire%tamente /

D1/ S1 in,ersamente p"r l" 0e %an#" se #a el pls" #e a%ti,a%i3n #el

"pt"tria% 7ste %"n#%e en #ire%%i3n "pesta lle,an#" na %"rriente a la

%"mperta #e S6 lle,9n#"l" a %"n#%%i3n 5a%ien#" 0e a tra,7s #el mism" se

%ierre el %ir%it" #e alimenta%i3n para la %ara. !an#" la señal reresa a %er"

s%e#e al" similar / n" se 5a%e inme#iatamente %er" el ,"lta8e en la %ara sin"

0e trans%rre n laps" #e tiemp" 5asta 0e la in#%tan%ia #es%are la ener2aalma%ena#a.

!"m" se "4ser,a esta %"n)ira%i3n permite la %"n#%%i3n en el %i%l" %"mplet" #e la

señal sen"i#al #e alimenta%i3n sin em4ar" se #e4e n"tar 0e si la in#%tan%ia #e la

%ara es ma/"r est" representa n tiemp" #e #es%ara speri"r p"r l" %al pe#e

trans%rrir n semi%i%l" sin 0e se l"re la a%ti,a%i3n #el ,"lta8e en la %ara ent"n%es

s )n%i"namient" es 3ptim" para n #etermina#" ran" #e in#%tan%ias #e la %ara.

+ise#o!

A la sali#a #el %ir%it" Os%ila#"r #e Rela8a%i3n se en%entra na R1 / el

"pt"a%"plamient" %"n TRIA! p"r l" %al para #iseñar esta etapa se %"nsi#era l"s

,al"res #el Opt"a%"pla#"r a tili;ar 0e es el siiente:

'pto-solator:E!G =*>?

TRIA!

Pt: 330 mW

(ara el LED: !"rriente M9ima I$ @ * mA V"lta8e Re,ers" VR @ = V

(ara el $"t"tirist"r: I$ @ 1** mA VDRM @ >** V V$ @ = VBVDRM es el (i%" #e V"lta8e Repetiti," 0e s"p"rta el element"C

!"nsi#eran#" est" se estima el RT @ 6**

&;lculo de R1:R1 es )n%i3n #ire%ta #el ,"lta8e m9im" #e #ispar" el mism" 0e %"rresp"n#e Ben s

,al"r m9im" pest" 0e es p"si4le #imensi"narl" %"n R 1 sin em4ar" n" este ,al"r

n" es )i8" %an#" el UFT %"n#%e an0e es n ,al"r 4a8"C:

VR6 @ Vp - *.?

VR6 @ .H - *.? @ . V

Sea ILED @ =* mA

Ent"n%es ITRIA! @ H* mA



Ω=⇒Ω=−

=−

= 61*HH.1GH=*

=G.I11

6 RmA

# #

I

# # R

LED

LEDmá$ R

&;lculo de R 2:

R 6 #epen#e #e la %"rriente 0e #e4e atra,esar el tria% / %"nsi#eran#" I TRIA! @ H* mAAs2 tam4i7n para #imensi"nar l"s S!R se sele%%i"na n S!R #e alta %apa%i#a# en ,ista

#e 0e 5a #e s"p"rtar %"rrientes ele,a#as #e alimenta%i3n as2 %"m" el laps" 0e ini%ia la

%"n#%%i3n ent"n%es sele%%i"n":

S!R:

E!G >

VDRM @ >** V IGTmin @ >* mA VGtmin @ 1. V IJmin @ >* mA

VG$M @ 1* V VGRM @ 1* V V$ @ 1. V (G @ *.+

,i la carga se estima de 100 <:( @ V.I.%"s θ

Esta epresi3n es ,9li#a %an#" eiste %ara in#%ti,a en #"n#e ese %"sen" es el )a%t"r

#e p"ten%ia en atras" sin em4ar" se #es%"n"%e el ,al"r #e #i%5" 9nl" as2 0e se

pe#e %"nsi#erar 0e la %"rriente m9ima se "4ten#r9 %an#" la L es m2nima se p"#r2a

%"nsi#erar:

( @ V. I

A I I A#

% # & I

# #

# # #

má$

ac

'CR " entaci(naac

=.16G1G?.*

6

?H.1A=1**

I.1611*maar

.limmaar

==→===

=−=

−=

!"m" se "4ser,a se tiene na %"rriente ele,a#a pr"pias #e n %ir%it" #e ma/"r

p"ten%ia.

Si %"nsi#er" las limita%i"nes #e l"s element"s asm" l"s siientes ,al"res:

IG.S!R @ H* mA

("r l" %al: IS!Rm9 @Im9 & IG.S!R -ITRIA! @ *.1 A & H* mA - H* mA @ *.?A

Ke )n%i"na per)e%tamente para el S!R sele%%i"na#".

!"nsi#eran#" 0e el V$ TRIA! @ =V.

La resisten%ia %"n#%e %an#" se a%ti,a el Tria% p"r l" %al se tiene 0e ini%ialmente se

tienen en l"s terminales #e R 6 / #el Tria% l"s 11* V #e alimenta%i3n ent"n%es %an#"

%"n#%e se ten#r9 0e:

Ω=→=−

=−

= ) RmA

# #

I

# # R

TRIAC

"TRIAC 6H?.1I11

H*

=11*66



Diseo del !on"ersor A! # A! !ar$a R:

.

Funcionamiento del &ircuito:

Es n !"n,ers"r A! - A! para %aras resisti,as pras /a 0e se sa n tria%

#ire%tamente para el #ispar" se sa el mism" %ir%it" #e %"ntr"l #iseña#" %"n el

UFT #e tal manera 0e la se%%i3n #el Opt"tria% es la misma 0e #el %ir%it"

anteri"r e)e%ti,amente %an#" se #a n #ispar" el "pt"tria% %"n#%e #e tal manera

0e en,2a %"rriente a la %"mperta #el Tria% 1 %"n el %al 7ste %"n#%e %erran#" el

%ir%it" para la %ara resisti,a.

!an#" la "n#a #e ,"lta8e pasa p"r %er" se #esa%ti,a el Tria% esperan#" "tr" pls"

#e a%ti,a%i3n en el Opt"a%"pla#"r #e tal manera 0e para el %i%l" neati," tam4i7n

se #epen#e #el #ispar" #el %ir%it" #e %"ntr"l. Se #e4e n"tar 0e %an#" el Opt"tria%

%"n#%e a%ti,a al Tria% 1 p"r l" %al se #esa%ti,ar9 at"m9ti%amente el mism"

#e4i#" a 0e se le %"rtar9 la alimenta%i3n pest" 0e la %"rriente re%"rre p"r #"n#e

tiene men"s resisten%ia es #e%ir p"r el Tria% 1.

+ise#o:!"nsi#eran#" 0e: ILED @ =* mA e ITRIA! @ H* mA

R 1 @ 61* Ω BLas mismas %"nsi#era%i"nes 0e para el #iseñ" anteri"rC

(ara sele%%i"nar el TRIA!:

!"nsi#er" n Tria% %"n na IGmin in)eri"r a l"s H* m A #e la I O(TOTRIA! / %"n na

%"rriente #e %"n#%%i3n n p"%" alta I$. Ent"n%es se sar9:

E!G H=

TRIA!

VRRM @ >** V

-=min > ?0 mA (ara el - el --- cuadrante)VGTma @ 6. V

IJmin @ * mA

V"nm9 @ 1.H V

(G @ *. +

ITRIA! @ 1* A

Ini%ialmente el Opt"Tria% s"p"rta el ,"lta8e en ss terminales antes #e la

%"n#%%i3n ent"n%es para %an#" se #a el #ispar" se ten#r9:



Ω=→=−

=−

= ) RmA

# #

I

# # R

TRIAC

"TRIAC 6I==.1I*A

H*

HA.111*66

Ent"n%es se pe#e tili;ar el mism" ,al"r #e resisten%ia tant" para el sen#"

%"m" para el ter%er %ir%it".

Se 5a #e in#i%ar 0e la )"rma #e "n#a #e sali#a #e este %ir%it" p"r el %ar9%ter #e la%ara se #a en %a#a semi%i%l" es #e%ir se a%ti,a / #esa%ti,a en n semi%i%l" l" 0e

n" "%rre %"n la %ara in#%ti,a.

F'R8A, +E '+A:



9"2" Adicionalmente dise#ar el circuito de disparo para controlar loscon@ersores A&A& dise#ados en el punto 9"1"

+ise#o del &ircuito +isparador:

El %ir%it" tili;a#" %"m" señal #e %"ntr"l es el %ir%it" #e Dispar"

implementa#" %"n el UFT p"r l" %al se tiene la siiente )"rma:

De 5e%5" se<n el %ir%it" anteri"r se tiene 0e la etapa #el pente #e #i"#"s a%t<a

%"m" re%ti)i%a#"r #e "n#a %"mpleta l" 0e enerar9 n VD! en l"s terminales #e sali#a

0e p"lari;a al ;ener in,ersamente / #isipa alta p"ten%ia en la resisten%ia R1 ent"n%es

se reali;ar9 #e la siiente )"rma:

Dise*o!Sea:

V; @ 1 V B !riteri" #e Diseñ" $ente pe#e ser #e 1* a =* V C.

Es re%"men#a4le 0e se enere el #ispar" #el "s%ila#"r #e rela8a%i3n para ,al"res entre6* a 1?* l" 0e aranti;a 0e se tena el #ete%t"r #e %r%e p"r %er" es" impli%a 0e

si esta sin%r"ni;a#" %"n la re# a H* J; se #e4e %mplir la siiente rela%i3n:

ms "

T

+, -

HH.1HH*

11

H*

===

=

L%e$o: &'( )'.''ms

θ t

t B6*C @ *.6 ms

t B1?*C @ ?.? ms

(ara el (ente re%ti)i%a#"r #e "n#a %"mpleta:



# #inp

# DC *=>.GG11*.6.66

===π π

!"nsi#eran#" la rela%i3n #e apaa#" #el #isp"siti," η t"ma n ,al"r %ara%ter2sti%":

Sea η @ *.H

Ent"n%es: Vp @ ηV; VD @ *.H 1 *.H @ .H VSea ! @ *.66 µ B sele%%i"na#" entre *.1 a *. µ$ C

Asm"

VV @ 1 V

I, @ 1* mA

Ip @ 1* µA

Si:

−−=

Ω<<

−<<

−

−<<−

#p#,

#.#, C RT

'e

) R

A RmA

Lue/o

Ip

#p#, R

I.

#.#,

ln'

:tam4i7n%"nsi#era

A>*'1>**

1*

H.G1A

'1*

11A

:

'

µ

Le" se tiene 0e:

?1**GA.6

H.G1A

11AlnN66.*ln

'−=

−−

=

−−

= $

T

"

T

#p#,

#.#, C$

T R

µ

(ara l"s ,al"res #e *.6 ms / ?.? ms se ten#r9:

R'B6*C @>>1=.> Ω →R'B6*C @ R @ >.= Ω

R'B1?*C @ =?*.>> Ω

Si R'@ R Rp

Rp @ R'& R

Rp @ =?*.> - >=** @ ==6*.>Ω

(ara aranti;ar 0e se %mpla esta resisten%ia es p"si4le tili;ar n p"ten%i3metr" #e *

en paralel" %"n na resisten%ia #e)ini#a #e la siiente manera:

→ Rp @ * Ω

Ω=⇒Ω=→=+

) R R R &

R$& 1**6G.GG6A?>.==6A*

T"#"s est"s ,al"res #e resisten%ia est9n #entr" #el ran" #e ,al"res permiti#".

Ω=→Ω=== ) Ra#,

Ra 6.111.11111ANH.*

1*

.

1* >>

η

R4 PP Ra

R4 @ 1**Ω

(ara el %9l%l" #e la R1 se #e4e %"nsi#erar las %"rrientes 0e atra,iesan el ;ener as2

%"m" l"s ramales resisti,"s para l" %al se %mple:



I; @ 6*mA

( ) ( ) ( )

mA I

mA ) R0 R R0

#p R0

R0 R R0

#p R0 Ia

mA ) R

#, I

R

11 1

R

1G.==G.G1G.=6*

G.G1**

1N

IN1.*1**

H.*H.G1**1N

1.*

H.*1N

H.*

.1G.=?.>

1A

1

1

'

=++=

=Ω+

−=

+

−=

+

−=

=Ω

==

!a4e re%al%ar 0e la %"rriente en la rama #e Ra se la "4tiene %"nsi#eran#" el ,"lta8e #e

a%er#" a l" 0e s%e#e %"n Vp en el %apa%it"r %"n n #i"#" / R41 0e se estima

%"m" el 1* #e R44 %an#" est9 en %"n#%%i3n an0e eneralmente sele ser #e

alre#e#"r #e 1**Ω.

Le":

Ω=→Ω=

−

=

−

= ) RmA I

#, # R

R

DC

?.6G*?.6A=11G.==

1A*=>.GG1

1

1

El !ir%it" Resltante es el siiente:

!"n el %ir%it" #e #ispar" se %"ntr"la la siiente etapa



.-.*-'=RAFBA:

RASJID M. Ele%tr3ni%a #e ("ten%ia (retin%e & Jall.

Apntes t"ma#"s en %lase #e Ele%tr3ni%a #e ("ten%ia

electrÓnica de potencia tiristor

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