INTRODUCCION
Esta práctica se basó en el funcionamiento de un SCR teniendo en cuenta su corriente y voltaje de activación así como es necesario denir el SCR como parte fundamental de esta práctica, un SCR es un tiristor de ue permite permite el !ujo de corrien corriente te en una sola direcci dirección ón y permite permite control controlar ar la corrien corriente te alterna alterna altas altas para para disposit dispositivo ivo alterno alternos, s, como como el motor de una licuadora "asta un simple foco# “Los tiristor tiristores es son interru interruptor ptores es electrón electrónicos icos utilizad utilizados os en circuito circuitos s electrónicos de potencia donde es necesario controlar la activación del interruptor. Los tiristores constituyen una familia de dispositivos de tres terminales, entre los que se encuentra: el recticador controlado de silicio (SCR, el !R"#C, el tiristor de $loqueo por compuerta (%!& y el tiristor 'C! o tiristor controlado por '&S (metalo)idosemiconductor* Esta Esta brev breve e rese$ ese$a a sobr sobre e los los tiri tirist stor ores es es bási básica ca para para sabe saberr cómo cómo funcionan, y las aplicaciones# Como "emos visto en el aula de clases sobre la teoría de estos dispositivos, su estructura, su funcionamiento y su aplicación de cada uno de ellos# En el si%uiente reporte se "ace la parte práctica de los tiristores, donde usando un SCR y un &R'AC, controlaremos un dispositivo de corriente alterna, en este caso usaremos en los dos casos un foco convencional# El SCR en un inter interru rupto ptorr unidi unidire recci ccion onal, al, de acuer acuerdo do al libro libro citado citado anteriormente para ue el SCR entre en conducción, "ay ue aplicar una cor corrien riente te de puer puerta ta cuan cuando do la tens tensió ión n ánod ánodo(c o(cát átod odo o sea sea posi positi tiva va## Entonces este conducirá en un solo sentido# Símbolo del SCR )%ura *#+
A
A- ánodo C- Cátodo G- compuerta G
C
.i%ura *#+ *# +
El &R'AC es un semiconductor de / terminales ue controla el !ujo de corriente promedio a una car%a por medio de una compuerta# &iene el mismo principio de activación ue el SCR solo ue de acuerdo a libro *
citado antes, estos se usan en los atenuadores de lu0 modicando los semi(ciclos positivos y ne%ativos# 1 así creando el efecto de apa%ado o encendido tenuemente# Símbolo del &R'AC %ura *#/ .i%ura *#/ 2&+- 2ain &erminal + 3 2&*- 2ain &erminal * 3 G- compuerta En esta práctica activaremos el &R'AC y el SCR de acuerdo a la información en la "oja de datos, donde necesitamos ver el disparo de compuerta para activar el dispositivo, el cual podemos encontrar como'%t- corriente de disparo en la compuerta 4%t- 4oltaje de disparo en la compuerta 5or medio de un arre%lo de resistencias o de diversas arre%los ue controlen el voltaje y corriente ue le lle%ara a la compuerta del tiristor#
+
Materiales:
6n SCR +78/9: 5rotoboard Resistencia de *;; o"ms Resistencia de <= o"m .oco Clavija Soue Cable para cone>iones el?ctricas Cable 6&5 Caimanes .uente de alimentación a @ volts 2ultímetro
DESARROLLO A continuación se ane>aran imá%enes en la ue se sacó información y no ayudamos para comprender el funcionamiento del SCR# Como primer paso se consultó del datas"eet del SCR +78/9:
/
•
5ara este caso del SCR se trabajó con su corriente y voltaje de activación má>imos '%t /; mA 4%t *#@ v
•
•
Entonces para poder obtener la corriente necesaria del SCR se usó un divisor de voltaje utili0ando las si%uientes e>presiones matemáticas-
5ara calcular la resistencia R* se uso la ley de o"m
<
R 1=
R 1=
Vcc −Vgt Igt
5 V −1.5 v 30 mA
R 1=116.66 o"ms •
Bonde utili0amos una resistencia comercial de *;; o"ms a D
•
5ara calcular la resistencia R+ utili0amos la si%uiente e>presión-
R 2=
R 2=
R1 Vcc −1 Vgt
116 5v 1.5 v
−1
R 2= 49.714285 ohms
•
•
a resistencia anterior la sustituimos por un a resistencia de valor comercial la cual fue es de <: o"m a D#
Entonces ya conociendo la corriente y voltaje de activación del SCR y conociendo los valores de las resistencias para el divisor de voltaje se procedió a simular el circuito para la activación del SCR con el softDare multisim#
@
Imágenes de la simulación del SCR 2N!"#
•
•
Auí observamos ue con el divisor de voltaje y la resistencias necesarias fue posible activar el SCR
Con el multímetro del 2ultisim nos ase%uramos ue la corriente y voltaje de activación fueran los necesarios para el SCR#
8
•
Auí observamos el voltaje ue le lle%a a la compuerta del SCR
•
Auí observamos la ue le lle%a a la compuerta del SCR
Comparando los valores de corriente y voltaje de activación en el datas"eet del SCR +78/9: observamos ue el voltaje necesario no se lo%ró alcan0ar pero la corriente de activación se sobre paso +;mA por lo ue se concluyó en esta parte ue como se alcan0ó una corriente necesaria se lo%ró activar el SCR#
CONSTRUCCION DEL CIRCUTIO EN $ROTO%OARD
:
•
A continuación se ane>a una ima%en ue muestra la cone>ión del SCR en protoboard con los materiales anteriormente mencionados#
RESULTADOS •
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E>plicación de resultado durante la entre%a de la práctica se midió el voltaje de corriente alterna sin "aber conectado el circuito y se obtuvo un voltaje de- */; 4 Al conectar el circuito del SCR se volvió a medir el voltaje de entrada y se obtuvo un voltaje de **= v en voltaje alterno# Be i%ual manera se mido el voltaje y la corriente ue le lle%a al foco obteniendo las si%uientes lecturas'ac */
=
CONCLUSI&N
a elaboración de este circuito nos ayudó para comprender el funcionamiento del SCR así como tambi?n nos ayudó a comprender ue durante la elaboración del circuito puede sur%ir diferentes complicaciones y es necesario tomar las medidas necesarias para ue el circuito funcione correctamente, así como tambi?n es necesario "acer distintos cálculos para la obtención un voltaje y corriente de activación para un correcto funcionamiento# 5or otra parte se concluyo ue se obtiene valores apro>imados en la simulación así como tambi?n en la medición del circuito esto se concluyó comparando los valores tomados de la "oja de datos#
$RACTICA TRIAC A"ora reali0aremos el control mediante el &R'AC, entonces seleccionamos un &R'AC, e>isten diversos modelos con diferentes 9
características pero en este caso se usara el 2AC*+# Este &R'AC en particular puede controlar "asta *+ A y de <;;4 a =;;4# Se revisa el '%t y el 4%t en la "oja de datos del dispositivo %ura +#*
.i%ura +#* Como vemos en la %ura *#+, el '%t mínimo es de @mA y el má>imo /@mA y el 4%t ronda los ;#@4 como mínimo y el má>imo de *#@4#
*;
Se usara un divisor de voltaje para controlar la corriente y voltaje ue le lle%ara a la compuerta del dispositivo# 1 usaremos el si%uiente dia%rama-
os cálculos pertinentes para el divisor son los si%uientes5ara la resistencia * del divisor del voltaje se usa la si%uiente formula R 1=
Vcc −Vgt Igt
Sustituyendo los valores de 4cc @4cc 3 4%t 4oltaje de disparo de compuerta 3 '%t Corriente de disparo de compuerta#
**
Calculamos la potencia ue disipara la resistencia por medio de la fórmula-
P=VI
Bonde4- 4oltaje3 '- Corriente Sustituyendo los valores en la formula P=( 5 Vcc ) ( 35 mA )
P=0.175 w ≈
1 4
watts
Entonces usaremos una resistencia de *;; o"ms a de Datts A"ora calcularemos la R+ del divisor de voltaje con la si%uiente formula R 2=
R1 Vcc −1 Vgt
Sustituimos los valores en la formula R* *;; o"ms 3 4cc @4cc 3 4%t *#@4# R 2=
100 Ω 5v 1.5 v
−1
R 2= 42.85 Ω
6samos la resistencia comercial de <: F a Datts A"ora con los datos de los cálculos sabemos ue la R* es de *;; o"ms y el R+ de <: o"ms, todo teniendo en cuenta una fuente de alimentación de @4cc# Simulación del circuito *+
Antes de reali0ar el circuito en la protoboard, "aremos la simulación en el pro%rama de 26&'S'2 )%ura *#+, usando los datos obtenidos en los cálculos#
Se mide el voltaje ue recibe la compuerta del &R'AC 2AC(*+ debido al arre%lo de resistencia
Se mide la corriente ue recibe la compuerta#
Como vemos de acuerdo a los cálculos, en el pro%rama todo funciona correctamente# Bebido a dicultades en el pro%rama no se conrma la */
atenuación con el &R'AC pero en la práctica se reali0ara lo necesario para atenuar el foco#
ARMADO DEL CIRCUITO EN $ROTO%OARD 2ateriales• • • • • • • •
Resistencia de <: o"ms, Datts Resistencia de *;; o"ms, Datts 5rotoboard Alambre para protoboard 5reset de *;; o"ms .uente de alimentación de @vcc# &R'AC 2AC*+ 2ultímetro
Se arma en el protoboard si%uiendo el dia%rama del multisim y ueda como se puede observar en la si%uiente ima%en-
Conectando la fuente de alimentación, y la entrada del foco 7&A- 2&+ del &R'AC debe de ir conectado a la tierra# 5ara ue el &R'AC entre en conducción sin nin%Hn problema# El circuito funciona correctamente y el &R'AC entra en conmutación, a"ora procederemos a las mediciones
*<
RESULTADOS 6sando un multímetro revisaremos el 4oltaje y corriente ue entra a la compuerta, y obtenemos las si%uientes lecturasCorriente en la compuerta- :8mA 4oltaje en la compuerta- *;@4cc &ambi?n se "acen lecturas de corriente y voltaje en el foco, obteniendo las si%uientes lecturasCorriente en el foco- *=
CONCLUSION Se lo%ró controlar el encendido y apa%ado del foco por medio del &R'AC usando una peue$a corriente en directa# 1 observamos ue las mediciones en la simulación, los cálculos, junto con las mediciones en físico son muy parecidas# &eniendo un mar%en de error pero esto no afecto el funcionamiento del &R'AC#
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%I%LIO'RA()A • • • •
Apuntes de clase Ioja de Batos( SCR +78/9: Ioja de Batos( &R'AC 2AC*+ Electrónica de 5otencia Baniel J# Iart 5EARS7 EB6CAC'7,S#A# 2adrid +;;*
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