DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA
CARRERA DE INGENIERIA MECATRONICA MECATRONICA
ASIGNATURA: ELECTRONICA ELECTRONICA DE POTENCIA
INFORME PREPARATORIO DE LABORATORIO No. 2.3
INTEGRANTES 1.
CHRI CHRIST STIA IAN N CHA CHANG NGOLU OLUIS ISA A 2.
JUAN UAN CHIMA HIMARR RRO O
3. 4.
JULI JULIO O JIRO JIRONZ NZA A
DAVI DA VID D DEL DEL CAST CASTIL ILLO LO
NRC: 4516
Informe TEMA: Disparo DC para SCR OBJETIVOS: Especifico:
Diseñar e implementar un circuito de disparo DC para un SCR para alguna aplicación en especial, siendo esta el encendido de una lámpara y el control de un motor universal, esto será alcanzado aplicando la teoría recibida en clase.
Generales:
Elaborar el diseño de un circuito de disparo DC para un SCR, realizando los respectivos cálculos que amerite. Simular el circuito obtenido, para validar el funcionamiento del mismo. Construir el circuito y verificar los anteriores datos obtenidos con los cálculos y las simulaciones respectivas.
MARCO TEORICO:
SCR El SCR (Rectificador controlado de silicio) es un dispositivo semiconductor de 4 capas que funciona como un conmutador casi ideal.
Funcionamiento básico del SCR El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento. Dónde: A = ánodo, G = compuerta o Gate y C = K = cátodo Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1. IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.
Los parámetros del SCR son: - VRDM: Máximo voljaje inverso de cebado (VG = 0) - VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG = 0) - IF: Máxima corriente directa permitida. - PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo. - VGT-IGT: Máximo voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para el cebado - IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener cebado el SCR - dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir cebado. - di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR.
Disparo por aumento de dv/dt. Un rápido aumento de la tensión directa de ánodo cátodo puede producir una corriente transitoria de puerta que active el tiristor. Generalmente se elimina este problema utilizando circuitos de protección basados en R, C o L. Valores típicos de dv/dt están comprendidos entre 5V/useg a 500V/useg.
Existen numerosos circuitos de disparo de tiristores que pueden ser clasificados en tres tipos básicos en función del tipo de señal de disparo: DC, impulso o fase de alterna. Los circuitos de disparo en DC están basados en un interruptor mecánico o electrónico (figura 12.12.a) que incluyen circuitos de protección para evitar daños al tiristor. Estás señales también pueden ser generadas desde un ordenador o cualquier circuito de control digital (figura 12.12.b). Los circuitos de disparo por impulso están basados generalmente en un transformador de acoplo que transmite el pulso de disparo (figura 12.12.c). Este transformador permite el aislamiento eléctrico entre el tiristor y el circuito de control y precisa menor potencia de disparo. Sin embargo, son más voluminosos debido al tamaño del transformador y suelen ser sustituidos por opto-acopladores luminosos. Por último, los circuitos de disparo en alterna están diseñados para sincronizar la fase entre el suministro en alterna y el disparo que permita la regulación en potencia (figura 12.12.d).
Datasheet del SCR usado (TIC 116)
DISEÑO:
Disparo por DC Datos de SCR:
Fuente= 6V Cálculos
Simulación
GRÁFICAS EN EL OSCILOSCOPIO
DATOS OBTENIDOS EN LA PRÁCTICA: Valores de Cálculos Valores de Simulación Vgate (V) Vdiodo (V) Igate (mA) Icarga (A) IR (mA) IP(mA)
Valores de Lab.
Error Simulación(%)
Error Lab. (%)
0,80
0,73
0,82
8,75
2,50
1,70
1
1,2
41,18
29,41
20,00
20,2
21
1,00
5,00
0,83
0,84
0,82
1,64
0,78
22,00
22,3
21,5
1,36
2,27
2,00
2,09
1,98
4,50
1,00
CONCLUCIONES:
El diseño elaborado para el disparo DC del SCR fue el apropiado, esto se pudo lograr a los cálculos que nos dieron una aproximación a la realidad, donde es esencial controlar la corriente que ingresa por el Gate del SCR lo cual con la ayuda de un potenciómetro pudimos corregir en la práctica. Las simulaciones realizadas nos dieron una previa aprobación del circuito a desarrollar, pero esto es solo una idea de lo que pasaría en la realidad. En la implementación del circuito se pudo comprobar la validez de los anteriores puntos tratados con sus ciertos márgenes de errores producidos durante la práctica, estos pudieran depender de las características del SCR usado y la forma de montaje del circuito de disparo.
RECOMENDACIONES:
A la hora de diseñar un circuito de disparo, los valores obtenidos mediante cálculos, en este caso referenciadas a las resistencias, son valores que por lo general no son comerciales por lo que es recomendable el uso de potenciómetros, por lo cual podremos corregir algún tipo de error nominal que se nos presente en el transcurso de la práctica. El uso de herramientas de simulación como Proteus o Multisim ya que nos ayudan a comprobar el funcionamiento del borrador del circuito antes de implementarlo. Al implementar el circuito es crucial revisar que todos los elementos se encuentren correctamente adecuado, ya que estamos manejando magnitudes eléctricas de potencia y podríamos causar la avería de algún elemento usado o de algún instrumento del laboratorio.
BIBLIOGRAFIA SCR . Unicrom.com (2012). [ONLINE] Disponible http://www.unicrom.com/Tut_scr.asp. [Ultimo Acceso: 08/05/2013].
en:
Unicrom.com (2012). SCR . [ONLINE] Disponible en: http://www.unicrom.com/Tut_tiristor_activacion_disparo_luz_tension_ruptura.asp. [Ultimo Acceso: 08/05/2013].
Power Innovations (2010). Datasheet TIC 116 . [ONLINE] Disponible en: http://www.datasheetcatalog.net/es/datasheets_pdf/T/I/C/1/TIC116.shtml. [Ultimo Acceso 08/05/2013].
