UNIVERSIDAD N A AC CIO ION NAL DE INGENIERÍ A A F A AC CULTAD DE INGENIERÍ A ELÉCTRICA Y Y ELECTRÓNICA
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL EE435M
INFORME PREVIO Nº 2
CARACTERIZACIÓN DE DISPOSITIVOS USADOS EN LOS CIRCUITOS DE DISPARO: UJT, PUT, ACOPLANADORES OPTICOS Y MAGNÉTICOS
Profesor: Ing. LAZO OCHO, DOMINGO PEDRO
Alumno:
Hurtado Ch Chorrillos, Vl Vladimir Octavio
2 009
19942522I
Dedicatoria
A la memoria de todos los que hicieron y hacen posible el esparcimiento del entendimiento de la Naturaleza.
CARACTERIZACIÓN DE DISPOSITIVOS USADOS EN LOS CIRCUITOS DE DISPARO: UJT, PUT, ACOPLADORES ÓPTICOS Y MAGNTICOS
!" #UNDAMENTO TEÓRICO" UJT El transistor UJT (transistor de unijuntura - Unijuncon transistor es un disposi!o con un "uncionamiento di"erente al de otros transistores. Es un disposi!o de disparo. Es un disposi!o que consiste de una sola uni#n $N %&sicamente el UJT consiste de una barra de material po N con cone'iones elctricas a sus dos e'tremos ()* y )+ y de una cone'i#n hecha con un conductor de aluminio (E en al,una parte a lo lar,o de la barra de material N. En el lu,ar de uni#n el aluminio crea una re,i#n po $ en la barra "ormando as& una uni#n $N. er el si,uiente ,r/0co 1omo se dijo antes este es un disposi!o de disparo. El disparo ocurre entre el Emisor y la )ase* y el !oltaje al que ocurre este disparo est/ dado por la "#rmula2 oltaje de disparo 3 p 3 4.5 6 n ' )+)* 7onde2 - n 3 intrinsic stando8 radio (dato del "abricante - )+)* 3 oltaje entre las dos bases 9a "#rmula es apro'imada porque el !alor establecido en 4.5 puede !ariar de 4.: a 4.5 dependiendo del disposi!o y la temperatura. 7os ejemplos sencillos *.- Un UJT +N:;54 ene un n 3 4.<= y +: !olos entre )+ y )*. 1u/l es el !oltaje de disparo apro'imado> oltaje de disparo 3 p 3 4.5 6 (4.<= ' +: 3 *?.; olos +.- Un UJT +N:;54 ene un n 3 4.<; y *+ !olos entre )+ y )*. 1u/l es el !oltaje de disparo apro'imado> oltaje de disparo 3 p 3 4.5 6 (4.<; ' *+ 3 ;.;< olos. Nota2 - Un dato adicional que nos da el "abricante es la corriente necesaria que debe haber entre E y )* para que el UJT se dispare 3 @p. - Es importante hacer notar que tambin se ha construido el UJT donde la barra es de material po $ (muy poco. e le conoce como el 1UJT o UJT complementario. Este se comporta de i,ual "orma que el UJT pero con las polaridades de las tensiones al re!s Buy importante2 No es un %ET
PUT
El $UT (Transistor Uniuni#n pro,ramable es un disposi!o que a di"erencia del transistor bipolar comCn que ene = capas (N$N o $N$ ene : capas. El $UT ene = terminales como otros transistores y sus nombres son2 c/todo D /nodo A puerta . A di"erencia del UJT este transistor permite que se puedan controlar los !alores de F)) y $ que en el UJT son 0jos. 9os par/metros de conducci#n del $UT son controlados por la terminal . Este transistor ene dos estados2 Uno de conducci#n (hay corriente entre A y D y la ca&da de !oltaje es pequeGa y otro de corte cuando la corriente de A a D es muy pequeGa. Este transistor se polariza de la si,uiente manera2 7el ,r/0co se !e que cuando @ 3 4 3 )) H I F)+ (F)* 6 F)+ K 3 n ' )) donde2 n 3 F)+ (F)* 6 F)+ 9a principal di"erencia entre los transistores UJT y $UT es que las resistencias2 F)* 6 F)+ son resistencias internas en el UJT mientras que el $UT estas resistencias est/n en el e'terior y pueden modi0carse. Aunque el UJT y el $UT son similares El @p es m/s dbil que en el UJT y la tensi#n m&nima de "uncionamiento es menor en el $UT.
#$%cio%a&ie%to: $ara pasar al modo ac!o desde el estado de corte (donde la corriente entre A y D es muy pequeGa hay que ele!ar el !oltaje entre A y D hasta el alor p que depende del !alor del !oltaje en la compuerta . #lo hasta que la tensi#n en A alcance el !alor p el $UT entrar/ en conducci#n (encendido y se mantendr/ en este estado hasta que @A corriente que atra!iesa el $UT sea reducido de !alor. Esto se lo,ra reduciendo el !oltaje entre A y D o reduciendo el !oltaje entre y D
O'to aco'(adore) Tambin se denominan opto aisladores o disposi!os de acoplamiento #pco. )asan su "uncionamiento en el empleo de un haz de radiaci#n luminosa para pasar seGales de un circuito a otro sin cone'i#n elctrica.%undamentalmente este disposi!o est/ "ormado por una "uente emisora de luz y un "oto sensor de silicio que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso. T@$L2 E'isten !arios pos de opto acopladores cuya di"erencia entre s& depende de los disposi!os de salida que se inserten en el componente. e,Cn esto tenemos los si,uientes pos2 %ototransistor2 o lineal conmuta una !ariaci#n de corriente de entrada en una !ariaci#n de tensi#n de salida. e uliza en acoplamientos de l&neas tele"#nicas peri"ricos audio ... Lptoristor2 7iseGado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una seGal l#,ica y la red. Lptotriac2 Al i,ual que el Lptoristor se uliza para aislar una circuiter&a de baja tensi#n a la red En ,eneral pueden sustuir a rels ya que enen una !elocidad de conmutaci#n mayor as& como la ausencia de rebotes.
*" SIMULACIONES"
1@F1U@TL A 9a idea de este circuito es la de medir el coe0ciente Mn de por lo menos = UJT raz#n por la cual se implemente una etapa de rec0caci#n a 0n de poder capturar el !alor de p para lue,o reemplazar en la ecuaci#n p3nH b*b+6d )ajo la condici#n establecida es necesario que F*6$* sea un !alor ele!ado y tambin el !alor de 1+ debe ser mayor al de 1* a 0n de que la descar,a sea mas lenta. 1 2 V d c V 1
0 R 1
R 5
25k
1
D 1 N 4 0 0 4 D 1 X1
V
R 3
V
2 N 2 6 4 6
150k C 1
C 2
220n
88n
R 2
R 4
50k
0 .1
0
0
8.0V
6.0V
4.0V
2.0V
0V 0s V(C1:1)
5ms V(C2:1)
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
35ms
40ms
25ms
30ms
35ms
40ms
Time
80uA
60uA
40uA
20uA
0A 0s
5ms
10ms
15ms
20ms
-I(R2)
Time
1@F1U@TL ) El si,uiente circuito corresponde a un re,ulador de !elocidad de un motor A1 mono"asico el control de la !elocidad del motor se hace a tra!s del control del !oltaje e0caz en el motor y para ello se controla el /n,ulo de disparo del triac a tra!s de un circuito de disparo implementado con un $UT adem/s se uliza un circuito rec0cador y un diodo tener para re,ular la tensi#n y obtener un !oltaje 71 que !a a alimentar al circuito oscilador por lo cual una !ez implementado el circuito solo requiere de una "uente alterna mono"/sica para trabajar.
9os par/metros son2 7el oscilador2 Tmin 3 *%ma' 3 Fmin H 1 ln (*(*- Tma' 3 *%min 3 Fma' H 1 ln (*(*- 2 Felaci#n intr&nseca del $UT
Fmin3+5O Fma'3(?46+5O 134.*u% Tmin 3 *%ma' 3 +5 444H 4.* P *4 -< H ln (*(*-4.
eGal obtenida en la salida del $UT
1@F1U@TL 1*2 Este circuito ya est/ establecido lo que se busca es encontrar el dia,rama de bode es decir la respuesta en "recuencia para el caso de usar un disposi!o de acople #pco con ello podremos tener una idea cualita!a del ran,o de "recuencias con el que podemos in,resar una entrada tal que e'ista una respuesta del opto acoplador. 0 V 1 1 0 V d c
R 1 R 2 52 0 O F F T IM E = 4 m S D S T M 1 O N T I M E = 4 m S CLK D E ! " =
R 3 5k
1k
I
S T ! R T V ! = 0 O P P V ! = 1
U 1 1
P S 2 5 0 1
4
2
I
3
0
3.0mA
2.0mA
1.0mA
0A
-1.0mA 0s -I (R 2)
5ms I( U1 :C )
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
35ms
40ms
45ms
50ms
Time
$ara una onda cuadrada con periodo 4.;ms se ene2 3.0mA
2.0mA
1.0mA
0A
-1.0mA 0s - I( R2)
5ms I (U 1:C )
10ms
15ms
20ms
25ms
Time
30ms
35ms
40ms
45ms
50ms
$ara una onda con periodo 4.;us empiezan a sur,ir problemasR la seGal de salida es2 2.0mA
1.0mA
0A
-1.0mA 0s -I(R2)
2us I(U1:C)
4us
6us
8us
10us
12us
14us
16us
Time
1@F1U@TL 1+ Este circuito es muy similar al anteriorR para este caso analizaremos la respuesta en "recuencia del opto acoplador pero en conjunto con una compuerta l#,ica AN7 nos ser!ir/ como re"erencia ya que el disparo de los circuitos li,ados a 1F TF@A1s est/n accionados bajo una l#,ica de control de ompuertas. 0 V 1 10Vdc
R 1 R 6
2#0 R 5
1k
5.6k R 2 3.3k
O F F T I M E = 2 .5 $ D S T M 1 O N T I M E = 2 . 5 $ CLK D E ! " =
% 1 U 1 U 2
S T ! R T V ! = 0 O P P V ! = 1
% 2 N 2 2 2 2
P S 2 5 0 1
1
4
1 3
2
2
0
V
! N D 2
3
R 4V 4.#k O F F T IM E = 0 .1 m $ D S T M 2 O N T I M E = 0 . 1 m $ CLK D E ! " =
0
S T ! R T V ! = 0 O P P V ! = 1
10V
5V
0V 0s V(U2:O)
1ms V (R4:2)
2ms
3ms
4ms
5ms
Time
6ms
7ms
8ms
9ms
10ms
