Ensayo De Circuitos De Disparo

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA

3-5 métodos y circuito disparo tiristores.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

___________________________________________________________________

Apunte de cátedra Autor: Domingo C. Guarnaschelli

1

CIRCUITOS DE DISPARO DE TIRISTORES PARA RECTIFICADORES

CONTROLADOS

El circuito de disparo o excitación de compuerta de los tiristores, es una parte integral

del convertidor de potencia. La salida de un convertidor, que depende de la forma en

que el circuito de disparo excita a los dispositivos de conmutación (tiristores), es una

función directa del proceso de cómo se desarrolla la conmutación. Podemos decir

entonces que los circuitos de disparo, son elementos claves para obtener la salida

deseada y cumplir con los objetivos del “sistema de control”, de cualquier convertidor

de energía eléctrica.

El diseño de un circuito excitador, requiere el conocimiento de las características

eléctricas de compuerta del tiristor específico, que se va a utilizar en el circuito principal

de conmutación. Para convertidores, donde los requisitos del control no son exigentes,

puede resultar conveniente diseñarlo con circuitos discretos. En aquellos convertidores

donde se necesita la activación de compuerta con control de avance, alta velocidad, alta

eficiencia y que además sean compactos, los circuitos integrados para activación de

compuerta que se disponen comercialmente, son más conveniente.

Las partes componentes de un circuito de disparo para tiristores usados en los

rectificadores controlados por fase, a frecuencia industrial, son los siguientes: El

circuito sincronizador, el circuito base de tiempo para retrasar el disparo, el circuito

conformador del pulso, el circuito amplificador del pulso (opcional), el circuito aislador

y finalmente el circuito de protección de la compuerta del tiristor. El diagrama en

bloques siguiente, nos da una idea gral, de la Inter relación de estos componentes:UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA

3-5 métodos y circuito disparo tiristores.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

___________________________________________________________________

Apunte de cátedra Autor: Domingo C. Guarnaschelli

2

Circuito sincronizador: Este circuito, se encarga de iniciar la base de tiempo en

sincronismo con la frecuencia de red, de manera tal de retrasar el mismo ángulo

(respecto al cruce por cero de la tensión de red), el pulso de disparo, en todos los

semiciclos.

Entrada señal de control: Esta señal es la que determina el retraso del ángulo de

disparo, señal generada en forma manual o a través de un sistema realimentado. Para

este ultimo caso, la señal se genera por la interacción de la señal de referencia, la señal

realimentada y el algoritmo de control (proporcional, proporcional+integrador, etc.).

Circuito base de tiempo: En los circuitos analógicos, la base de tiempo se genera por

medio de un circuito tipo RC, o sea a través de la carga de un condensador, con una

constante de tiempo τ=CR., hasta una tensión que genera un pulso de disparo. En los

sistemas programables, la base de tiempo se genera por programación o por medio de

un temporizador interno que se carga también por programación.

Generación de los pulsos de disparo: Para la generación de los pulsos, se disponen de

muchas variantes de circuitos, con aplicación de transistores bipolares o mediante

semiconductores específicos, que generan, cortos pulsos de disparo.

Circuito de aislamiento entre el generador de pulsos y el circuito convertidor:

fundamentalmente se utilizan dos técnicas. Una es la de utilizar un transformador

aislador de pulsos y la otra un dispositivo semiconductor foto controlado de silicio,

también llamado opto acoplador. Otra técnica utilizada es a través de las fibras ópticas

con emisor en el circuito de disparo y receptor en el circuito de compuerta.

Protección de la compuerta: Se utilizan circuitos de protección contra disparos por

tensiones espurias.

Mas adelante, desarrollaremos con mas amplitud, estos elementos que componen el

circuito de disparo.

SEMICONDUCTORES QUE GENERAN PULSOS DE DISPARO

Existen una gran variedad de dispositivos semiconductores que pueden utilizarse para

generar pulsos de disparo. Entre ellos tenemos aquellos que actúan como transistores y

otros lo hacen como tiristores. Se los utiliza para generar pulsos de disparo en circuitos

de relajación (osciladores) o como disparadores por nivel de tensión.

Transistores disparadores:

UJT : Transistor unijuntura.

CUJT: Transistor unijuntura complementario

DIAC: Disparador bidirecional tipo npn

Tiristores disparadores:

PUT: Transistor unijuntura programable.

LAPUT: Transistor unijuntura programable activado por luz.

DIODO SCHOCKLEY: Diodo tiristor.

SUS : Conmutador unilateral de silicio

DIAC: Diodo tiristor bidireccional

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA

3-5 métodos y circuito disparo tiristores.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

___________________________________________________________________

Apunte de cátedra Autor: Domingo C. Guarnaschelli

3

SBS: Conmutador bilateral de silicio.

ST4 : Disparador asimétrico de GE.

Lámpara de Neon (poca aplicación o muy limitadas)

Analizaremos solamente el funcionamiento y aplicación de tres de estos dispositivos, el

UJT, el PUT y el DIAC, que son los mas conocidos en lo que se refiere a sus

aplicaciones.

Transistor unijuntura (UJT)

Es un dispositivo semiconductor compuesto por tres terminales; en dos terminales,

denominados base 1(B1) y base2 (B2), se sitúa una resistencia semiconductora (tipo n)

denominada “resistencia interbase RBB”, cuyo valor varia desde 4,7 a 10 K. En un

punto determinado de esta resistencia, se difunde una zona “p” que forma una juntura

diódica que se conecta al tercer terminal, denominado “emisor” (E). El grafico muestra

la característica V-I del emisor respecto a la base1 (B1),

...