INFORME PREVIO Nº3 CIRCUITOS DE CONTROL DE DISPARO APLICADO AL TRIAC AUTOR: Peralta Benites Victor Antonio
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Avenida Túpac Amaru N° 210, Rímac – Lima Lima Teléfono: (+51) 481-1070, Página web: https://fiee.uni.edu.pe
RESUMEN. En el presente trabajo se analizan los diferentes circuitos de control de disparo de los TRIAC, explicando el comportamiento de las señales implicadas. Además se presentan simulaciones hechas con el uso de la herramienta computacional Proteus, lo cual permitirá realizar una contrastación con los resultados obtenidos experimentalmente en el laboratorio. Palabras clave – Rectificador controlado de silicio, TRIAC (triode for alternate current)., control de disparo del TRIAC
ANSTRACT. In the present work the different trip control circuits of the TRIAC are analyzed, explaining the behavior of the signals involved. In addition, simulations are made using the Proteus computational tool, which will allow a comparison with the results obtained experimentally in the laboratory. Keywords-- Silicon controlled rectifier, TRIAC (triode for alternate current), TRIAC trip control.
I. INTRODUCCIÓN Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta. El Triac solamente 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. 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) pasara 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 (pasara por el tiristor que apunta hacia arriba). 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.
Fig1. Característica V-I del TRIAC
Definiremos también sobre el dispositivo Diac el cual se usa el circuito B de la experiencia. Es un diodo que está preparado para conducir en los dos sentidos de sus terminales, por ello se le denomina bidireccional, siempre que se llegue a su tensión de cebado o de disparo (30v aproximadamente, dependiendo del modelo). Hasta que la tensión aplicada entre sus extremos supera la tensión de disparo VBO; la intensidad que circula por el componente es muy pequeña
al superar dicha tensión la corriente aumenta bruscamente y disminuyendo, como consecuencia, la tensión anterior. La aplicación más conocida de este componente es el control de un triac para regular la potencia de una carga. El Diac se comporta como dos diodos zener conectados en serie, pero orientados en formas opuestas. La conducción se da cuando se ha superado el valor de tensión del zener que está conectado en sentido opuesto. Cuando la tensión de disparo se alcanza, la tensión en el Diac se reduce y entra en conducción dejando pasar la corriente necesaria para el disparo del SCR o Triac.
II. OBJETIVOS 2.1-OBJETIVO GENERAL Conocer y analizar los circuitos de control de disparo de los TRIAC para obtener las formas de ondas características para cada circuito. 2.2-OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Simular los circuitos de control con el uso de Proteus
III. CUESTIONARIO 1) Circuito A: Circuito que ajusta el ángulo de disparo de 0º á 90º. El circuito de disparo más simple en analizar fue simulado en Proteus utilizando un Triac con características similares al BT136, por lo tanto para obtener una mayor cantidad de ángulos de disparo, variamos R2.
2) Circuito B: Circuito que ajusta el ángulo de disparo de 0º á 180º. Este circuito control del Triac en la cual se usa un Diac se utiliza como control del Triac para regular la potencia de la carga. Su funcionamiento es que cuando la tensión de disparo se alcanza, la tensión en el Diac se reduce y entra en conducción dejando pasar la corriente necesaria para el disparo del Triac. Además se usa un capacitor que como sabemos hace posible que el ángulo de disparo aumente su valor, más allá de los 90°.
3) Circuito C: Circuito en sincronismo con la tensión de red y ajuste del disparo de 00 á 1800 Antes de explicar el funcionamiento de este circuito de disparo conceptualizaremos acerca del el UJT el cual es un dispositivo de conmutación de transición conductiva. Es un dispositivo de tres terminales que se denominan emisor, base1 y base2. Los UJT casi son ideales como dispositivos de disparo para los SCR( Triac). A continuación indicamos varias razones de la compatibilidad entre los UJT y los SCR: El UJT produce una salida tipo pulso, que es excelente para asegurar el encendido de un SCR sin forzar la capacidad de disipación de carga de compuerta del SCR. El punto de disparo del UJT es inherentemente estable sobre un rango de temperatura amplio. Puede hacerse aún más estable con muy poco esfuerzo. Esto anula la inestabilidad térmica de los SCR.
Funcionamiento En este circuito, comienza con un rectificador de diodos que perrmite estabilizar continuamente la forma de onda de fuente de tensión, seguidamente el diodo zener ZD recorta la forma de onda de la fuente de voltaje al voltaje nominal del zener (generalmente unos 20 V con una fuente de 120 V ca) durante el medio ciclo positivo de la línea de ca. Durante el medio ciclo negativo ZD1 está con polarización en directa y mantiene cerca de 0 V a Vs.Una vez que se ha establecido el voltaje de cd Vs, lo que ocurre muy poco después del cruce por cero hacia positivo, de la línea de ca. CE comienza a cargarse a través de RE. Cuando CE alcanza el voltaje pico del UJT, éste se dispara, creando un pulso de voltaje a través RE . Esto dispara SCR, permitiendo así el flujo de corriente a través de la carga poor el resto del semiciclo positivo. Este arreglo del circuito proporciona una sincronización automática entre el pulso de disparo del UJT y la polaridad del
SCR. Es decir, cuando el UJT entrega un pulso, se garantiza que el SCR tenga el voltaje de ánodo a cátodo correcto para encenderse.
Diseño del circuito:
IV - APLICACIONES
Su versatilidad lo hace ideal para el control de corriente alterna (C.A.). Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés. Funciona como interruptor electrónico y también a pila. Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apague correctamente al final de cada semiciclo de la onda de Corriente alterna.
V- BIBLIOGRAFÍA [1] WIKIPEDIA https://es.wikipedia.org/wiki/Triac [2] Timothy J. Maloney, “Electronica Industrial Moderna”, 5ta ed. vol. 1 , Ed. Pearson 2006.
[3] Muhammad H. Rashid, “Electronica de Potencia: Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones”, 3era ed. vol. 1, Ed. Pearson 2004. [4] Control de ángulo de disparo con TRIAC y PIC18F4550 – Victor Alfonso Tanori http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/19716524/Control-de-angulo-de-disparo-conTRIAC-y-PIC18F4550.html
