Electrónica_de_Potencia_U5.docx

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PABELLÓN DE ARTEAGA

ELECTRONICA DE POTENCIA POTENCIA

APUNTES APUNTES

DOCENTE:

ING. RAÚL LLAMAS ESPARZA

UNIDAD 5:

CIRCUITOS DE DISPARO DISPARO PRESENTA:

ERNESTO JOSE MARIA ROJAS LUEVANO JOVANI ALBERTO AVALOS HERRERA OSCAR OBETH SAUCEDO MONTAÑEZ JORGE ENRIQUE CRUZ PALACIOS JESUS ALBERTO RIOS LOZANO MARCO ALEXIS RUVALCANA GARCIA JOSUE DE JESUS MARTINEZ MONTO MO NTOY YA ING. RAÚL LLAMAS ESPARZA


Temario 5.1 Circuitos de disparo sin aislamiento: Redes Pasivas, RC. 5.2 Circuitos de disparo con aislamiento. 5.2.1 Acoplados ópticamente optoristores. 5.2.2 Acoplados magnéticamente. 5.3 Circuitos de disparo con dispositivos digitales. 5.3.1 Timer. 5.3.2 ispositivos de !recuencia " detectores de cruce por cero microcontroladores. 5.3.3 #odular de anc$o de pulso %P&#'.

5.1 Circuitos de disparo sin aislamiento: redes pasivas, RC (l circuito de disparo es una parte integral de convertidor de potencia, " consiste en dispositivos semiconductores de potencia. )as salidas de un convertidor *ue depende de la !orma de onda en *ue el circuito de disparo se e+cita a los dispositivos de conmutaciones una !unción directa de conmutación por consiguiente, las caractersticas del circuito de disparo son elementos clave para o-tener la salida deseada " los re*uisitos de control de cual*uier convertidor de potencia. (l diseo de un circuito e+citador re*uiere conocer las caractersticas de compuerta " las necesidades de dispositivos como tiristores apagados por compuerta %/T0', transistores -ipolares de unión %T', transistores de e!ecto de campo metalo+ido semiconductor %#04(T' " transistores -ipolares de compuerta aislada 6/T'. (+citador de compuerta para #04(T los #04(T son dispositivos controlados por volta7e " tiene una impedancia de entrada mu" alta. )a compuerta consume una corriente de !uga mu" pe*uea, del orden de los nano amperes. (l tiempo de encendido de un #04(T depende del tiempo de carga de la capacitancia de entrada o de compuerta. (l tiempo de encendido se pueden reducir conectando un circuito RC, para cargar con ma"or rapide8 la capacitancia de compuerta. Cuando se conecta un volta7e a la compuerta, la corriente inicial de carga de la capacitancia es 6/9/;R4 " el valor de estado permanente de volta7e de compuerta es /49R//; %R4


Redes pasivas de RC (l método m=s simple de control de compuertas es condicionado un capacitor en el e+tremo in!erior de las resistencias del terminal de compuerta. )a venta7a de este circuito es *ue el =ngulo de disparo puede a7ustarse a m=s de >? grados, cuando la !uente AC es negativa el volta7e inverso a través del 4RC es aplicado al circuito de disparo %r1< r2' C1, cargando el capacitor C1 su placa superior negativa " la in!erior positiva, por lo *ue le 4CR no se activa.

5.2 Circuitos de disparo con aislamiento (n los convertidores con tiristor, e+isten di!erencias de potencia entre las diversas terminales, el circuito de potencia est= su7eto a un alto volta7e, por lo general ma"or *ue 1?? " el circuito de compuerta se mantiene en un volta7e -a7o, de 12 a 3? en !orma tpica. 4e re*uiere un circuito de aislamiento entre un tiristor individual " su circuito generador de pulsos de compuerta. (l aislamiento se puede lograr mediante trans!ormadores de pulsos o con optoacopladores



5.2.1 Acoplados ópticamente opto tiristores. ING. RAÚL LLAMAS ESPARZA






5.2.2 Acoplados magnéticamente. ING. RAÚL LLAMAS ESPARZA

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PABELLÓN DE ARTEAGA Trans!ormadores de pulsos solo tienen un devanado primario " pueden tener uno o m=s devanados secundarios. Con varios devanados secundarios se pueden tener seales simult=neas de compuerta para transistores conectados en serie o paralelo. )a !igura muestra un arreglo de e+citación de compuerta aislado por trans!ormador. (l trans!ormador de-er= tener una inductancia de !uga mu" pe*uea, " el tiempo de su-ida de pulso de salida de-e ser mu" pe*ueo. Con un pulso relativamente largo " con -a7a !recuencia de conmutación, el trans!ormador se satura " su salida se distorsiona.

5.3 Circuitos de disparo con dispositivos digitales . Timer Divisores de recuencia ! detectores de cruce por cero "comparadores# $icrocontroladores $odular de anc%o de pulso "&'$#.

5.3.1 Timer (l tempori8ador 555. Como se muestra en el diagrama de la !igura 1, los -lo*ues -=sicos de el tempori8ador 555son una cadena de 3 resistencia del mismo valor, dos comparadores de volta7e, un !lip !lop, " un transistor T. )as resistencias se colocan en las entradas de los comparadores %este es el pin @, t$res$old' en T 9 %2;3' cc " T) 9 %1;3'cc.

5.3.2 Divisores de recuencia ! detectores de cruce por cero "comparadores# $icrocontroladores


TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PABELLÓN DE ARTEAGA Podemos utili8ar como re!erencia al multiplicador discutido es este tutorial, "a *ue puede ser usado como un divisor analógico empleando circuitos de retroalimentación como se muestras en las !iguras 1%a' " %-'.

Botemos *ue en sólo dos cuadrantes esta operación es posi-le por*ue el volta7e e de-e ser de una polaridad opuesta a e1. Para e1 D ?, el multiplicador de-e proveer una polaridad inversa mientras *ue para e1 E ? el multiplicador de-e generar
5.3.3 $odulador de Anc%o de &ulso "&'$# (speci!icaciones ( recuencia de &'$ de )** + ( Capacidad de corriente de 3 amperios con un $-/T 6R521 ( 0oltae de 120 ( Control por potenciómetro o por voltae de entrada ( 0oltae de control entre * ! 1* voltios

Gn modulador por anc$o de pulso %P&#' es un dispositivo *ue puede usarse como un e!iciente dimmer de lu8 o para controlar la velocidad en motores C. )os motores C grandes son controlados m=s e!icientemente con tiristores de alta potencia, mientras los motores ING. RAÚL LLAMAS ESPARZA

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PABELLÓN DE ARTEAGA Pe*ueos " medianos de im=n permanente, son controlados m=s e+itosamente con transistores de conmutación por anc$o de pulso. (l circuito descrito es un dispositivo para controlar motores *ue mane7en unos cuantos amperios o tam-ién se puede utili8ar para controlar el -rillo en l=mparas.

Gn circuito P&# arro7a como resultado una onda cuadrada con ciclo varia-le de 0B " 0!!, variando en el tiempo del ? al 1?? H. e esta manera, una cantidad varia-le de potencia es trans!erida a la carga. )a principal venta7a de un circuito de P&# so-re un controlador *ue se -asa en la variación lineal de la potencia suministrada a una carga mediante cam-io resistivo es la e!iciencia. A una seal de control del5?H, el P&# usar= cerca del 5?H de la potencia total, de la cual casi tosa ser= trans!erida a la carga. (n un controlador tipo resistivo, de un5?H de potencia *ue se *uiera trans!erir a la carga se estima *ue le puede llegar cerca de un I1H. (l otro 21H se pierde en !orma de calor. )a principal desventa7a de los circuitos de P&# es la posi-ilidad de *ue e+ista inter!erencia por radio!recuencia %R6'. (l R6 puede minimi8arse u-icando el controlador cerca de la carga " utili8ando un !iltrado de la !uente de alimentación. (ste circuito posee una pe*uea protección contra R6 " produce una mnima inter!erencia.


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