EP_ESPOCH_Práctica_1

Maestría en Sistemas de Control y Automatización Automatización Industrial Electrónica de Potencia

PRÁCTICA # 1 CIRCUITOS DE DISPARO

Riobamba, enero 2015

OBJETIVOS 

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Conocer las características de los elementos de resistencia negativa, elementos empleados en la generación de señales de control (osciladores de relajación). Conocer el funcionamiento de la técnica de Modulación de Ancho de Pulso o PWM y hacer uso de ésta para generar señales de control de elementos semiconductores de potencia.

MARCO TEÓRICO Se adjunta documentación de ayuda.

TRABAJO PREPARATORIO Diseñar los siguientes circuitos e incluir formas de onda en todos los puntos del mismo.

Circuito 1.- Oscilador de relajación sincronizado con la red con rampa exponencial usando UJT. El ángulo alfa debe poder variarse entre 10 grados y 170 grados (Fig. 1).

Fig. 1: Oscilador sincronizado con la red

Circuito 2.- Generador de PWM rampa lineal sincronizado con la red, y relación de trabajo variable entre 0,1 a 0,9 usando amplificadores operacionales (Fig. 2). La parte izquierda del circuito es un detector de cruce por cero constituido por un puente rectificador, una resistencia limitadora y el LED de un opto acoplador. La resistencia colocada en el emisor del fototransistor debe ser calculada de acuerdo a la Relación de Transferencia de Corriente CMR= (corriente en fototransistor / corriente del LED). La segunda parte del circuito es un integrador, que está

funcionando como un generador de diente de sierra, deben calcularse sus valores para que el operacional funcionando como integrador se sature en un semiciclo de línea, es decir aproximadamente 8,3 ms. El último operacional es un comparador que produce la onda PWM al comparar la onda diente de sierra con un nivel de voltaje proporcionado por el potenciómetro.

Fig. 2: PWM con rampa lineal sincronizada con la red

Circuito 3.-  Generador de PWM rampa cosenoidal sincronizado con la red, y relación de trabajo variable entre 0,1 a 0,9 usando el circuito integrado CD40106B y amplificadores operacionales. PWM con rampa cosenoidal sincronizada La primera parte del circuito es una fuente con zener (R1,R2,y zener), que alimenta el circuito CMOS, y de la que se aprovecha también para detectar los cruces por cero del voltaje de red. La resistencia R3 y el condensador C2 están conectados directamente a la onda rectificada, es decir, que en cada semiciclo reciben una onda sinusoidal con una amplitud de 170 voltios aproximadamente. Este circuito produce un voltaje en el condensador C2, cuyo principal tÃl’rmino es un coseno, que al estar correctamente dimensionado esa red deberá llegar a una amplitud de Vcc en un semiciclo de línea. Esta onda es la que se le llama como rampa cosenoidal. Hay que tener mucho cuidado con el valor de la resistencia R3, pues cae un voltaje muy alto en sus extremos, por lo que su valor está en el orden de los mega-ohmios; y por su elevado valor no necesita ser de potencia; con una resistencia de 5W es suficiente. El valor del capacitor C2 generalmente se lo toma como 0,1 uF y no debe ser polarizado.[1][2]

Fig. 3: PWM con rampa cosenoidal sincronizada con la red

Circuito 4.- Generador de PWM sincronizado con la red, con frecuencia variable entre 1kHz a 10KHz y relación de trabajo entre 0,1 a 0,9 usando un microcontrolador. EL circuito debe permitir ingresar la frecuencia del PWM como su relación de trabajo, además se deberá visualizar estos valores (frecuencia y relación de trabajo).

PROCEDIMIENTO  

Probar los circuitos solicitados en el literal anterior. Nota. Los circuitos deben traerse armados.

INFORME 

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Presentar el esquema del circuito implementado (con los cambios realizados durante la práctica). Realizar la descripción del circuito implementado. Conclusiones y recomendaciones individuales.

REFERENCIAS [1] [2]

Boylestad R., Nashelsky L. , Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e (New Edition). Pearson Education, 2012. M. Rashid, Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications . Pearson/Prentice Hall, 2004.