ELECTRÒ NI NICA CA DE POTENCI POTENCIA A I
GUIA GUI A PARA EL AL UMNO. CIRCUIT CI RCUITO O DE CONTROL O DE DI DISPARO SPARO DE TIRISTORES.
ESTUDI EST UDIO O Y APL I CACIÒN DEL TCA – 785 EN CONVERSORES A C / DC. PROFES PR OFESOR OR:: AL EJANDRO I NDA R.
2015.
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PROF: A. INDA R.-
CI RC RCUI UI TO D E CONTRO CONTROL L O D I SPAR PARO. O. CIRCUITOS CIRCUI TOS B ASICO DE DISPARO
El sistema utilizado para disparar o controlar tiristores, es aplicando aplicando una señal señal en la puerta. De este sistema, se distinguen tres señales de disparo, según la forma que presenta la señal de puerta: 1. Corriente continua. 2. Corriente alterna. 3. Impulso o tren de pulsos. DISPARO POR CORRIENTE CONTINUA:
DISPARO POR CORRIENTE CORRIENTE ALTERNA
Para el cebado con una c.a, el circuito básico pasa a ser el de la figura. La excursión inversa de VG debe permanecer menor al valor máximo admisible, para ello se utiliza el diodo D. La potencia máxima PGFS no puede sobrepasar la potencia media de puerta PGAV
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Para el circuito siguiente, donde se presenta presenta una malla resistiva resistiva pura en la puerta, como control de disparo, tenemos: R1: Regula el ángulo de disparo di sparo mínimo. R2: Es una resistencia ajustable, con la cual se puede variar el ángulo de disparo ( α). Se cumple que: Vin
IGT ( R1 R2)
Si Vin es 22VRMS y IGT = 20mA, se cumple que: R1 R 2
V in I GT
22 20m
1,1K
Si R1 es muy alta, se ocupa más voltaje voltaje en el disparo, para poder alcanzar alcanzar los 20mA. Este circuito es inestable, debido a que por efecto de temperatura se sensibiliza el disparo disminuyendo el valor de IGT. No permite alcanzar ángulos de disparos mayores de 90º. CIRCUI TOS BASICOS CON M AL LA S R-C CO COM M O ETAPA DE CO CONTROL NTROL DE PUERTA.
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Este circuito retarda el instante de disparo introduciendo una constante de tiempo a través de la malla R-C, formada por (R1, R2 y C), el diodo protege al al gatillo (G) de la tensión negativa. Este circuito tiene dos constantes de tiempo permitiendo aumentar la capacidad de disparo y la estabilidad del circuito.
BL OQ OQUES UES O ETAPAS DE UN CI RC RCUI UI TO DE CONTROL CONTROL . EL ECT ECTRÓ RÓNI CO.
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CIRCUITO CIRCUI TO DE CONTROL O DISPARO DISCRETO.
FORMA S DE ONDA PRESENTES EN UN CIRCUI CIRCUITO TO DE DISPARO.
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CONVERSOR AC /DC /DC TOTAL TOTAL MENTE CONTROLADO.
CIRCUITO CIRCUIT O DE CONTROL INTEGRADO CON NE-555 NE-555 PARA TIRISTORES.
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ESTUDIO DE UN CIRCUI CIRCUITO TO INTEGRADO DISEÑ DISEÑADO ADO PARA EL CONTROL DE TIRISTORES TIRISTORES Y TRA NSISTORES EN POTENCIA POTENCIA . TCA-785. El TCA-785 es un circuito integrado de control de fase desarrollado por Siemens y posterior al TCA - 780 y TCA-780D. Debido a las características de las señales que es capaz de proporcionar es ideal para controlar el disparo de los l os dispositivos de potencia. Aunque su uso es muy variado y abarca un amplio número de aplicaciones dentro del mundo de la electrónica, sus características características hacen de él un candidato inmejorable para formar parte del bloque de control de un sistema de potencia; en concreto formaría el enlace entre el núcleo del bloque de control y la parte de potencia, generando las señales oportunas en función de unas consignas de entrada. Para el control de los Conversores Conversores con tiristores se realizará un disparo de los mismos mediante un control de fase, de manera que los pulsos pul sos que se envíen a las puertas de los tiristores tengan siempre el mismo retardo, es decir, que estén sincronizadas con la tensión de red. Para ello utilizaremos utilizaremos el el circuito integrado TCA-785 , que permite efectuar el control de fase para el control o disparo de S.C.R. TRIAC, y TRANSISTORES.
Lo s p ul so s s e p od rán var iar d esd e 0º has ta 180º. 180º.
Este circuito presenta las siguientes características: características: ◊ Detector del cruce por cero. ◊ Corriente de salida máxima de 250mA. ◊ Variación de la anchura del pulso de disparo. ◊ Entrada de reset. ◊ Salidas independientes i ndependientes para cada semiciclo.
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Veamos a continuación sus características características y diagrama interno:
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Circuitería interna del TCA785. Tal como se muestra en su s u diagrama de bloques, la señal de sincronización se obtiene a través de una resistencia de elevado valor óhmico a partir de la tensión de red. Un circuito detector de tensión cero proporcionará proporcionará la señal de sincronismo a la lógica interna del circuito. Esta lógica es la encargada de sincronizar el generador de rampa, efectuando la carga ca rga del condensador C10 a corriente constante, estando dicha corriente determinada por R9. Cuando la tensión de la rampa supera la tensión de referencia (V11) se produce la señal de disparo, procesada por la lógica de control. El instante del disparo será variable entre 0º y 180º variando v ariando el valor de la tensión de referencia. Para cada semiciclo, se produce un pulso de disparo de aproximadamente 30μs de duración en las salidas Q1 y Q2. Este pulso se puede prolongar hasta 180º por medio del condensador C12. Además si el pin 12 se conecta a tierra, los pulsos obtendrán una duración desde el instante de disparo hasta 180º. También dispone dispone de de una señal lógica lógica de +180º en el pin 3 para utilizarla en controlar lógicas externas.
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Cara ct eríst ic as Elèct ric as d el TCA-785 :
APL ICACI ICACIONES ONES DEL TCA-785
1.- CIRCUITO CIRCUITO BÁSICO DEL TCA – 785 CON CON SUS COMPONENTES EXTERNOS.
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LISTA DE COMPONENTES COMPONENTES : 1 TRANSFORMA DOR DE 12V+12V. 12V+12V. 1CHIP TCA -785. 5 DIODOS 1N4007. 1 DIDO ZENER DE 15V. 1 POTENCIOMETRO 100KΩ. 1 POTENCIOMETRO DE 10 KΩ. 1 CONDENSADOR DE 470 μf x 50V. 1 CONDENSA DOR DE 47 nf x 50V. 1 CONDENSA DOR DE 100 nf x 50V. 1 CONDENSA DOR DE 10 nf x 50V. 1 CONDENSA DOR DE 470 nf x 50V 1 RESISTENCIA DE 4,7KΩ 1 RESISTENCIA DE 10KΩ 1 RESISTENCIA DE 22KΩ 1 RESISTENCIA DE 220KΩ 2 RESISTENCIA DE 220Ω 1 RESISTENCIA DE 2,2KΩ 1 RESISTENCIA DE 4,7KΩ
( D1, D2, D3, D4, D5 ) (D6) (P1) (P2) (C1) (C3) (C5) (C4) (C2) (R1) (R2) (R3) (R4) (R5) (R6) (R7)
CIRCUITO CIRCUI TO DE APL ICACIÓ ICACIÓN N DEL TCA – 785:
CONVE RSOR A C/DC CONTRO L A DO DE ½ONDA MONOFASICO:
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CONVERSOR A C / DC DE ONDA COMPLETA CONVERSOR SEMICONTROLADO SEMI CONTROLADO MONOFASIC MONOFASICO O CON ACOPL AMIENT AMIENTO O Y A ISL A CIÓ CIÓN N ÓPTICA ÓPTICA .
FUNCIÓN FUNCIÓN QUE CUM PLEN L OS COMPON ENTES Y DISPOSITIVOS QUE ACOMPA ÑAN A L TCA-785.
4k7
L 9W
Rsync 220k
1N4005 Carga 0,47uF 10k
V 0 2 2
s mr
470uF B
1 6 Y A
1
16
2
15
3
14
4
13
5
12
6
11
7
10
8
9
0,22uF 250 V
15V
4k7
BAY61
BAY61
Tc
150
BT137
2,2uF 2k2 10k C12 22k
150pF 47nF
0,1uF
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100k C10
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F u n c i ón ón d e c a d a c o m p o n e n t e : R1:: Limita la intensidad que circula hacia el zéner y el circuito integrado. R1 D1:: Actúa como rectificador de media onda, para el circuito de alimentación del I.C. D1 DZ1:: El diodo zéner estabiliza (limita) la tensión de alimentación del I.C. DZ1 C1:: Filtra la tensión en el zéner, para poder obtener una tensión continua durante los dos C1 semiciclos. C2:: Se utiliza para el filtraje de posibles interferencias de radiofrecuencias. C2 C3:: Se encuentra entre las patillas de alimentación de I.C. y sirve para el filtraje de interferencias. C3 R2:: Conecta a positivo la patilla 6 de inhibición, para que esta no influya sobre el R2 circuito. R3:: Limita la intensidad hacia D2 y D3, toma la tensión directamente de la red. R3 D2 y D3: D3: Proporcionan una tensión alterna (cuadrada) de 0,69 Vp a la entrada de sincronización de paso por cero del I.C. R7 y R8: R8: Determinan la inclinación de la pendiente de carga de C6. C6:: En sus extremos se obtiene una señal en forma de diente de sierra, la cual se C6 reiniciará en cada paso por cero de la tensión de red. R4 y R9: R9: Forman un divisor de tensión y mediante el cursor de R9, se le suministra una tensión de control a la patilla 11 del I.C. R6:: Limita la intensidad de entrada hacia el I.C. (patilla 11). R6 C4 y C5: C5: Estabilan la tensión en la patilla 11, para que las variaciones de esta, mediante R9, no sean bruscas. C7:: Determina la duración de los impulsos suministrados al Triac. C7 D4 y D5: D5: Se utilizan para evitar cortocircuitos de las señales entre las patillas 14 y 15 de salida. R5:: Limita la intensidad de disparo hacia la puerta del triac. R5
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