DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Tipos de Encapsulados
DISPOSITIVOS DE POTENCIA Son dispositivos capas PNPN
formados
por
cuatro
Se les conoce como Tiristores Actúan como circuitos abiertos capaces de soportar cierto voltaje especificado hasta que se disparan.
DISPOSITIVOS DE POTENCIA Cuando se disparan a encendido se convierten en Trayectorias de corriente con bajas resistencias y así permanecen inclusive después de que se remueve el disparo. hasta que la corriente se reduce a cierto nivel o hasta que se disparan para apagarlo lo que depende del tipo de dispositivo.
Rectificador controlado de silicio SCR • Estos elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga, donde: • A=ánodo • C = cátodo, también representado por la letra K • G = compuerta o gate
Rectificador Controlado de Silicio • Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo en polarización directa • Si no existe corriente en la compuerta el tiristor no conduce
Rectificador Controlado de Silicio • Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tiristor deje de conducir, el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios. • Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristor seguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidad de corriente menor a la llamada "corriente de mantenimiento o de retención", lo que causará que el SCR deje de conducir aunque la tensión VG (voltaje de la compuerta con respecto a tierra no sea cero.
RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO SCR
EL SCR :CONFIGURACION
DISPOSITIVOS DE POTENCIA
El SCR
Rectificador controlado de silicio • Como se puede ver el SCR , tiene dos estados: 1-Estado de conducción, en donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja
2-Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada
Disparo del SCR
PRUEBA DE UN SCR
El SCR y la Corriente Alterna • Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. • La fuente de voltaje puede ser de 110V c.a., 220V c.a., etc. • El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR. Puede verse que el voltaje en el condensador (en azul) está atrasado con respecto al voltaje de alimentación (en rojo) causando que el tiristor conduzca un poco después de que el tiristor tenga la alimentación necesaria para conducir.
El SCR y la Corriente Alterna • Durante el ciclo negativo el tiristor se abre dejando de conducir. Si se modifica el valor de la resistencia, por ejemplo si utilizamos un potenciómetro, se modifica el desfase que hay entre las dos tensiones antes mencionadas ocasionando que el SCR se active en diferentes momentos antes de que se desactive por le ciclo negativo de la señal. y deje de conducir.
Operación de un SCR
Control de Lámpara con SCR
EL TRIAC
Curva del Triac
Símbolo del Triac
El TRIAC • El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de control por tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta.
El TRIAC • El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será positiva y otra negativa
El TRIAC • La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera: • La parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba)
El TRIAC • Para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta). • Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cada tiristor estará en conducción. (recordar que un tiristor solo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mínimo para cada tiristor) • Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume
El TRIAC • Ejemplo: Una aplicación muy común es el atenuador luminoso de lámparas incandescentes (circuito de control de fase). (Dimmer)
El TRIAC
Modo de Operación • El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no circula) • Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempo de carga del condensador causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentación y la que se aplica a la compuerta
DISPOSITIVOS DE CONTROL PARA SCR Y TRIAC
Ing. Alfredo Pacheco E.
32
El DIAC
DISPOSITIVOS DE DISPARO DIAC
DISPOSITIVOS DE DISPARO UJT TRANSISTOR MONOUNION
DISPOSITIVOS DE DISPARO UJT TRANSISTOR MONOUNION
DISPOSITIVOS DE DISPARO UJT TRANSISTOR MONOUNION
EL TRANSISTOR UNIJUNTURA UJT
EL UJT El transistor(UJT) del unijunction es un dispositivo terminales con las características muy diferentes ensambladura convencional del transistor bipolar. generador de pulso con la señal del disparador o de aplicada en el emisor. Este voltaje de disparador fracción (n) del voltaje interbase
de tres de la Es un control es una
EL UJT • El terminal del emisor no inyecta la corriente en la región baja hasta que su voltaje alcanza Vp. Una vez que se alcance Vp las conductas bajas del circuito y un pulso positivo aparece en el terminal B1 y un negativo pulsa en B2. El UJT incorpora una región de resistencia negativa, una corriente baja del emisor, y una alta corriente del pulso de la salida en los terminales B1 y B2, haciéndole un disparador ideal del pulso.
EL UJT • Las especificaciones muy básicas de un UJT son: • Vbb(max) : el voltaje interbase máximo que se puede aplicar al UJT • Rbb:Resistencia interbase del UJT • n : El cociente de pilar intrínseco que define Vp. • IP - La corriente del emisor del peakpoint
EL UJT
Disparo del SCR con UJT
Circuito de Disparo con UJT
Circuito de Disparo con UJT
Dimmer / control de velocidad de un motor de corriente alterna
Funcionamiento del Dimer • Si desea controlar el nivel de iluminación del dormitorio o desea controlar la velocidad de tu taladro o un ventilador (motores de corriente alterna), este es el circuito que busca. • Muchos de estos circuitos reguladores de potencia tienen un punto de encendido y apagado que no coincide (a este fenómeno se le llama histéresis), y es común en los TRIACS. Para corregir este defecto se ha incluido en el circuito las resistencias R1, R2 y C1.
Funcionamiento del Dimer • El conjunto R3 y C3 se utiliza para filtrar picos transitorios de alto voltaje que pudieran aparecer. El conjunto de elementos P (potenciómetro) y C2 son los necesarios mínimos para que el triac sea disparado.
Funcionamiento del Dimer • Hay que aclarar que el condensador en un circuito de corriente alterna (como este) tiene su voltaje atrasado con respecto a la señal original, y cambiando el valor del potenciómetro, se modifica la razón de carga del condensador, el atraso que tiene y por ende el desfase con la señal alterna original. Esto causa que se pueda tener control sobre la cantidad de corriente que pasa a la carga y por ende la potencia que se le aplica
Dispositivos de Potencia
DARLISTOR
Dispositivos de Potencia
LASCR ( SCR ACTIVADO POR LUZ) •
•
Es un SCR controlado por la luz que incide sobre una superficie fotosensible del dispositivo También puede ser activado usando los métodos típicos del SCR
INTERRUPTOR DE SILICIO CONTROLADO SCS Las características del SCS son esencialmente las mismas del SCR. El SCS posee una cuarta conexión Llamada “ANODO GATE” que permite Activar o desactivar el dispositivo. Para activar al SCS podemos utilizar el “CATODO GATE” o el “ANODO GATE” La diferencia estriba en que la corriente mínima que necesita el “ánodo gate es de 1.5 mA(pulso negativo) en comparación con el cátodo gate que solamente precisa de 1 microamperio (pulso negativo), para desactivarlo basta con aplicarle un Pulso positivo al “ánodo gate”. La gran Ventaja del SCS sobre el SCR es su reducido Tiempo de bloqueo que es de 1 a 10 microsegundos para el SCS y de 5 a 30 microsegundos para el SCR
QUADRAC Es la unión de dos dispositivos. El Triac y el Diac en una sola envoltura, la forma física es idéntica a la de un triac
sus Es un dispositivo de 3 terminales muy similar a SCR, excepto por el agregado de un diodo zener en la Juntura Cátodo- Gate. El SUS se dispara a una tensión fija determinada por el voltaje del Diodo zener
INTERRUPTOR CON COMPUERTA DE ENCENDIDO – APAGADO : GTO Su modo de funcionamiento es similar al SCS con la diferencia que Posee un solo GATE el cual activa o desactiva al dispositivo al aplicarle un pulso positivo o negativo respectivamente. La cantidad de corriente que deja circular es muy pequeña. generalmente se utiliza como elemento de disparo del SCR
DARLISTOR Es la unión de dos SCR conectados en una configuración similar al darlington y envueltas en una solo cápsula. El SCR del gate es muy sensible y con un tiempo de conmutación rápido. El SCR principal es menos sensible, menos rápido pero deja pasar mayor corriente que el SCR del gate. El disparo del darlistor se realiza del mismo modo que un SCR común, su forma física también es idéntica.
APLICACIONES ELECTRONICAS DE CONTROL Y POTENCIA
ALARMA SIMPLE
CIRCUITO INVERSOR DE GIRO
CIRCUITO INVERSOR DE GIRO
ALARMA
CARGADOR DE BATERIAS
LUZ DE MERGENCIA
LUZ AUTOMATICA
ALARMA MULTIPLE
CONTROL PWM DE UN MOTOR
ALARMA LUMINOSA
