laboratorio potencia 2015final
DESCRIPTION
laboratorioTRANSCRIPT
Circuito de Potencia
Disparo de un tiristor en VAC - VDC
NOMBRE: German Campos. M.
Rodolfo Alarcón. T.
CARRERA: Ingeniería Electrónica.
ASIGNATURA: Aplicaciones de Electrónica de Potencia
PROFESOR: Felipe Delgado.
FECHA: 07-09-2015
Introducción
Los tiristores son una familia de dispositivos de potencia, se manejan como
interruptores biestables que funcionan de un estado no conductor a un estado
conductor. En comparación con los transistores tienen menores perdidas de
conducción.
Un tiristor es un dispositivo de 4 capas, de estructura pnpn, con tres uniones pn. Tiene
tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta. Los tiristores de fabrican por dispersión
difusión. El tiristor algunos por ejemplo el diac es un tiristor sin gate, con
funcionamiento similar, es común mente usado para el disparo de los triacs. Otros
métodos de disparo son térmicos, luz, alto voltaje, dv/dt, corriente de puerta.
En este laboratorio, se verán ejemplos de tiristores controlados por fase, un tiristor
inicia la conducción en sentido directo, cuando se aplica un pulso de corriente de la
compuerta al catodo, y se llega y se mantiene con rapidez a la conducción total con
caída pequeña de voltaje en sentido directo, no puede hacer que su corriente regrese
a cero mediante una señal en su compuerta.
VBO 32V, que es la tensión limite
antes de iniciar la conducción.
IBO 100uA, corriente máxima de
entrada (corriente de mantenimiento),
antes de iniciar la conducción.
VO 5V, voltaje mínimo de salida.
IB 10uA, corriente de fuga máxima,
generada cuando VBO 0.5V, corriente
IB se genera dentro de los 0.5V de
entrada VBO.
Se observa el comportamiento del diac en su 1° y 3°
cuádrante, y la acción al vencer la tensión umbral.
DIAC
El diac es un dispositivo controlado por voltaje, podemos decir que se comporta como dos zener puestos de
forma opuesta, el voltaje en sus entradas no tiene polaridad fija, este se activa por tensión bajo ciertos
parámetros eléctricos que explicaremos: (El modelo de diac ocupado en nuestro circuito es el DB3).
Se entiende entonces que para iniciar la conducción del diac es necesario un Voltaje de entrada superior a
32V y sobre los 0.5 volt conocido como ∆V, como también tener en cuenta que nuestro circuito a controlar
no inicie con la corriente de fuga. Al superar los valores eléctricos especificados el diac entra en avalancha
y disminuye su resistencia interna a un valor muy bajo. Colocado en paralelo a una salida de fuente de
corriente alterna podrá recortar todos los picos de la onda, negativos y positivos que pasen por el voltaje
umbral de diac (VBO).Conectado en serie solo pasara la corriente cuando este a su salida tenga una tensión
más alta que la tensión del gatillo del triacs (esta será la configuración que usaremos para nuestro circuito).
IGT Corriente de gate, 25mA.Tomar en cuenta
los cuadrantes 1° y 3° cuadrante.
VGT 1.3vol Voltaje umbral, considerar que a la entrada tiene
que tener un voltaje superior a VGT para iniciar la
conducción.
Es como SCR en Anti paralelo, por ende en su salida se
obtiene el voltaje de la fuente alterna.
Triacs (Modelo a ocupar BTA08-600B)
Desarrollo Cálculos
𝑋𝑐 =1
2∗𝜋∗𝑓∗𝑐=
1
2∗𝜋∗50𝐻𝑧∗0.33∗10−3 = 9645.754127 = 9.645 ∗ 103 = 9.645 𝐾Ω.
Calculo de circuito RGT, Se entiende que una vez cargado el condensador este actuara como interruptor
abierto, por lo cual caerá una corriente igual a (Vin/RL+RGT). Considerar la corriente de IGT en el 1° y 3°
cuadrante (5-25mA Max).
𝑉𝑖𝑛
𝑅𝐺𝑇 + 𝑅𝐿= 𝐼𝐺𝑇 ;
220𝑉𝐴𝐶
𝑅𝐺𝑇 + 800Ω= 25𝑚𝐴 ;
220𝑉𝐴𝐶
25 ∗ 10−3− 800Ω = 𝑅𝐺𝑇
8800Ω − 800Ω = 𝑅𝐺𝑇 ; 8000Ω = 𝑅𝐺𝑇 ; 8 ∗ 103 = 𝑅𝐺𝑇 ; 8𝐾Ω = 𝑅𝐺𝑇.
El valor anterior de la RGT, será redondeado a un valor de resistencia encontrada frecuente mente en el
comercio y cumpliendo con el rango de corriente de gate del triacs.
𝑉𝑖𝑛
𝑅𝐺𝑇 + 𝑅𝐿= 𝐼𝐺𝑇 ;
220𝑉𝐴𝐶
𝑅𝐺𝑇 + 800Ω= 𝐼𝐺𝑇 ;
220𝑉𝐴𝐶
10𝐾Ω + 800Ω= 𝐼𝐺𝑇
220𝑉𝐴𝐶
10 ∗ 103Ω + 800Ω= 𝐼𝐺𝑇 ;
220𝑉𝐴𝐶
10800Ω= 𝐼𝐺𝑇 ; 0.02037037 = 𝐼𝐺𝑇 = 20.37𝑚𝐴.
𝑅𝑇 = 10.8𝐾Ω.
√𝑍 = 𝑅𝑇2 + 𝑋𝑐2 ; 𝑍 = √𝑅𝑇2 + 𝑋𝑐2 ; 𝑍 = √10.8𝐾Ω2 + 9.645𝐾Ω2 ; 𝑍 = 14.479𝐾𝐴.
Luego de obterner los valores maximos de trabajo de acuerdo a la corriente del Triacs. Obtendremos la
corriente del circuito RC resultante:
220𝑉𝐴𝐶
𝑍= 𝐼𝐺𝑇 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 ;
220𝑉𝐴𝐶
14.479𝐾𝐴= 𝐼𝐺𝑇 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 ; 15.194𝑚𝐴 = 𝐼𝐺𝑇 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙.
𝑉𝑐 = 𝑋𝑐 ∗ 𝐼 = 9.645 𝐾Ω ∗ 15.194𝑚𝐴 = 146.546 𝑉𝑜𝑙.
Calculo del potenciómetro para variar Angulo de fase:
𝑅𝑉 =𝑉𝑖𝑛 ∗ sin(𝛼) − 𝑅𝐿 − 𝑅𝐺𝑇
𝐼𝐺𝑇;
220𝑉𝐴𝐶 ∗ sin(80) − 800Ω − 10𝐾Ω
10𝐾Ω ; 𝑅𝑉 = 233.9 ⩭ 234𝐾Ω.
Se buscó un potenciómetro de venta típica comercial, la impedancia de esta fue probada con 3 impedancias
distintas: 500KΩ, 200KΩ y 100KΩ. Con la prueba se obtuvo histéresis con 500KΩ, 200KΩ. No obstante con el
de 100K se obtuvo un control más fino ya que con el valor de 234KΩ, y la resolución de potenciómetro, el
circuito funcionaba como interruptor.
Simulación Del circuito
Circuito Propuesto
Voltaje del tiristor (Triacs) Voltaje de la Fuente
Voltaje del Condensador
Disparo de Scr en continua
Este scr conduce con el voltaje positivo, Con valor se voltaje sobre el de VGT, superando la corriente del gate
este circuito funciona como un interruptor swich, corriente de enganche. Las resistencias Usadas en le
circuito tienen como misión proteger los led.
𝑆𝑖 𝑉𝑖𝑛 > 𝑉𝐺𝑇, 9𝑉𝐷𝐶 > 0.8𝑉𝐷𝐶, 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑒.
Al momento de presionar el swich se enciende ambos led, quedando enclavado el led D2
Conclusión
En el desarrollo del laboratorio hemos experimentado con 4 circuitos de disparo del SCR, pasado de un
control tipo swich a un control controlado por fase, para todos los controles es necesario tener en cuenta el
IGT, VGT. Y la potencia de conducción entre ánodo y cátodo, además de las propias características eléctricas
del mismo.
Hemos concluido des pues del análisis del laboratorio que el Angulo de disparo es mayor, al flujo de la
corriente y viceversa, en donde la resistencia conectada en serie es la resistencia de protección para obtener
la corriente máxima permitida en la puerta de scr, Cuando el potenciómetro de control es igual a cero,
podemos decir que esta resistencia de protección determina el mínimo Angulo de disparó. El triac es un
dispositivo que se usa para controlar el flujo de corriente por medio a una carga, con la particularidad de
conducir en ambos sentidos, pude ser bloqueado por la inversión de la tención o al disminuir la corriente por
debajo de la corriente de mantenimiento.
El triac puede ser disparado independiente mente de la polarización de puerta, mediante una corriente de
puesta positiva o negativa.
En el caso del dia se podría decir que es un dispositivo semiconductor de dos terminales, que actúa como un
interruptor bidireccional, el cual se activa cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura.