Informe Rectificadores de Onda

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERIAS DE CIENCIAS APLICADAS

INGENIERIA MECATRONICA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Informe Rectificadores de Onda

Docente: Ing. Daniel Álvarez

Integrantes: Darwin Freire,

Carlos Benavides.

1. Objetivos

1. General

Construir un circuito controlador de cargas utilizando el SCR y otros componentes electrónicos, mediante el cual se observará el ángulo de disparo en la señal.

Específicos

•  Construir un circuito en el protoboard que nos permita analizar el comportamiento del SCR.
• Comprender la operación de un circuito SCR de control de potencia para controlar una carga resistiva.

1. Material y Equipo

Los materiales y equipos utilizados en la práctica fueron los siguientes:

1. TRIAC BT136
2. Osciloscopio
3. Fuentes de tensión variable
4. Multímetro (2 Unidades)
5. Protoboard
6. Resistencias de 560Ω, 510Ω (2 Unidades)
7. Potenciómetro de 5KΩ
8. Cables

1.  Marco Teórico

1. EL SCR

El SCR o Diodo Controlado de Silicio es un dispositivo semiconductor de la familia de los tiristores, de enorme utilidad práctica que se encuentra en una infinidad de proyectos. Este componente, que funciona como un interruptor controlado por una tensión, puede usarse en funciones que van desde el simple control de lámparas y relés hasta como elemento fundamental en la conmutación de motores y máquinas industriales. Este artículo muestra cómo funciona, y algunas aplicaciones de este.

Los SCR son dispositivos semiconductores de la familia de los tiristores destinados a la conmutación rápida de corrientes que pueden variar desde una fracción de ampere hasta millares de amperes.

EI nombre SCR viene de su abreviatura en inglés "Silicon Control led Recibir" que traducido significa Rectificador (o Diodo) Controlado de Silicio.

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                Figura 1

Los tipos destinados a controlar corrientes de alguna intensidad son dotados de recursos para su montaje en disipadores de calor.

Como podemos ver, los SCR están dotados de tres terminales que se denominan: Ánodo (A), Cátodo (C o K), y Compuerta (G).

1. Funcionamiento

Los SCR están formado por 4 capas de materiales semiconductores, en una estructura que puede ser llamada PNPN.

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Esta estructura, en verdad, equivale a dos transistores, un NPN y un PNP, que son conectados en un circuito regenerativo que son conectados como muestra la misma figura.

Tomando el circuito equivalente como punto de partida resulta bastante más simple entender cómo funciona un SCR. En una aplicación normal, el ánodo es mantenido positivo em relación al cátodo.

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Con la compuerta despolarizada no debe haber circulación de ninguna corriente por los dos transistores pues el NPN se encuentra AL corte y con eso el PNP no tiene polarización de base.

Con eso, el transistor NPN entra en conducción, polarizando también la base del NPN, pues la corriente de base del PNP es la corriente de colector del NPN. El resultado es que fluye una corriente del emisor al colector del PNP. que va a reforzar la polarización de base del NPN.

1. Curva Característica

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La operación del SCR ocurre en el primer cuadrante, ya que en el tercero tenemos la polarización inversa. El SCR se parece a un diodo: sólo conduce la corriente en un sentido.

A partir de una tensión de 0 volt, con la compuerta convenientemente polarizada, la tensión entre el ánodo y el cátodo puede subir hasta el punto VOB, cuando ocurrirá el disparo. La tensión entre el ánodo y el cátodo cae a un valor mínimo, típicamente 2,0V, y la corriente se vuelve intensa.

La menor corriente en que el SCR todavía se mantiene conectado se denomina lo corriente de mantenimiento. Si la corriente principal cae por debajo de este valor, el SCR desconecta.

1. Modalidades de Operación

• Disparo por compuerta

En esta modalidad, aplicamos una tensión tija entre el ánodo y el cátodo, conectando en serie la carga que se debe alimentar.

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Un pulso positivo se aplica a la compuerta y lleva al SCR a conducción plena.

Si la alimentación principal fuera de tensión continua, para desconectar el SCR, incluso después que desaparece el pulso, es necesario reducir al mínimo la tensión principal.

• Segunda modalidad de disparo

Polarizamos la compuerta del SCR con una tensión fija, dada por los resistores R1 y R2. Esta polarización determina la tensión entre el ánodo y cátodo que va a provocar el disparo.[pic 7]

Así, el SCR va a conectar cuando la tensión alcance el valor previsto y permanecerá en este estado mientras haya corriente disponible en el circuito.

Esta modalidad puede ser usada para hacer del SCR el elemento activo en un oscilador de relajación.

1. Desarrollo de la Práctica

1. Cálculos

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1. Simulación

Circuito 1

Rectificador de media onda

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Forma de Onda

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Polarizado de forma inversa

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Forma de Onda

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Polarizado Directa y Capacitor

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Forma de Onda

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Circuito 2

Rectificador de onda completa

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Forma de Onda

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Rectificador de Onda completa con capacitor

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Forma de onda

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1. Implementación  

Rectificador de Media Onda

Diodo conectado en directa.

Una vez realizado el circuito la protoboard con los componentes específicos a los cálculos realizados previamente. Conectamos el osciloscopio a la resistencia de Vout para ver su forma de onda a la salida del circuito recibiendo la siguiente imagen.

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