7/27/2019 Reporte Prctica 2 - Control de disparo de un TRIAC

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Objetivos

Disear e implementar un circuito que se encargue de regular el ngulo de disparo de un TRIAC.

Planteamiento del problema

Regular la intensidad lumnica de un foco que se active mediante un TRIAC.

Introduccin

Un TRIAC es un TRIAC bidireccional que se comporta como dos TRIAC en paralelo e

invertidos, de tal manera que este dispositivo puede controlar la corriente en cualquier direccin.

Normalmente, tiene una tensin de ruptura alta y el procedimiento normal de hacer entrar en

conduccin a un TRIAC a travs de un pulso de disparo de puerta. Para esta prctica el TRIAC

permitir el control de potencia en semiperiodos de conduccin positivos o negativos.

Los microprocesadores pueden ser utilizados como control de sistemas de potencia. Para

ello se utiliza el circuito de interface I/O de un microprocesador combinado con un optoacoplador

de baja potencia que no permita interactuar directamente sobre los TRIAC de alta potencia. La

figura 1 indica el circuito completo de control de cargas resistivas o inductivas realizado con la

ayuda de los microprocesadores. Su principal problema es la falta de sincronizacin entre la

corriente de lnea y la del control digital. Para este problema, se aade un circuito detector depaso por cero de la seal alterna. La seal resultante es una onda cuadrada que se activa

nicamente cuando este pase por cero.

Figura 1: Control de potencia mediante un microprocesador.

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Desarrollo de la prctica

Materiales:

Microprocesador PsOC I. Transformador de 120 a 24 V AC. Amplificador operacional LM338. Resistencias Capacitores Optoacoplador MOC3031 TRIAC BTA/BTB12

Para comenzar, se tom en cuenta la forma en la cual se activara el TRIAC. Entre las opciones, la

ms eficiente fue la del PWM; dicho pulso nos permitira elegir un tiempo de disparo y otro de

activacin, lo cual nos permitira variar el ngulo de disparo con precisin.

Para generarlo, consideramos utilizar un microprocesador que todos los integrantes supiesen

manejar. El elegido result ser un PsOC.

Debido al hecho de que la corriente de lnea y el PWM generado tendra una fase distinta,

decidimos crear un circuito que se encargue de regular el desfase de la lnea. Dicho circuito es un

comparador de ventana, que se encarga de generar un pulso cuadrado cuando el nivel del voltaje

sea mayor a cero. En otras palabras, es un circuito detector de cruce por cero que generar un tren

de pulso cuadrado con una frecuencia de 60 Hz. En la figura 3 se muestra la construccin de este

circuito.

Figura 2: Circuito de cruce por cero.

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Para generar nuestro PWM se utiliz la seal que llega desde este circuito para generar pulso que

comiencen despus de cierto tiempo que indicamos al manipular las entradas del PsOC.

Dentro de la programacin, el microcontrolador se encarga de tomar nuestra seal y luego esperar

cierto tiempo antes de disparar su pulso. El tiempo de disparo se controla fsicamente mediante el

uso de dos botones que aumentan o disminuyen este periodo de activacin. Los distintos periodos

estn representados en una escala del 1 al 100, esto es un porcentaje del total del ngulo que

puede estar activado nuestro TRIAC.

Para evitar daos en el microprocesador, se decidi utilizar un optoacoplador.

El siguiente pas, fue el diseo e implementacin de nuestro circuito de disparo. Este se

realiz basndose en el circuito propuesto por la empresa FAIRCHILD.

Figura 3: Uso de optoacoplador. (Fairchild Semiconductor Corporation, 2003)

Dicho circuito tambin puede ser utilizado con un TRIAC, sin embargo, la hoja de datos especificaque la corriente de compuerta de componente debe ser de menor o igual a 15 mA debido a la

corriente que nos puede aportar el MOC; por este detalle hemos decidido utilizar el TRIAC

BTA/BTB12.

Figura 4: Activacin de TRIAC

Como respuesta, obtuvimos:

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En las grficas se puede notar cmo el TRIAC se encarga de regular la corriente mediante la

inclusin del PWM. En morado se muestra esta seal. La seal en azul es el tren de pulsos

generado por el comparador en la entrada del microprocesador. La seal en amarillo es la

corriente de la lnea.

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Conclusiones

El uso de TRIAC como dispositivos de potencia es altamente efectivo. Con l podemos

crear variaciones de frecuencia, voltaje, corriente y potencia gracias a la activacin y desactivacin

de su compuerta de entrada. El TRIAC sirve como un switch de potencia que permite dejar pasar la

corriente en cualquier sentido.

Trabajos citados

Fairchild Semiconductor Corporation. (2003). MOC30XX-M ^-Pin DIP Random-Phase Optoisolators

Triac Driver Output.

Rashid, M. (1995). Electrnica de potencia. Circuitos, dispositivos y aplicaciones. (2da edicin. ed.).

Naucalpan, Mxico.: Prentice Hall de Hispanoamrica.