5.1.2 CIRCUITO DE DISPARO RC PARA BJT DE POTENCIA Las técnicas de uso común para optimizar la activación de la base de un transistor son: 1. Control al encendido 2. Control al apagado 3. Control proporcional en base 4. Control por antisaturación 1. Control al encendido . La corrección de la corriente de base se puede proporcionar con el
circuito de la figura 17.4 Cuando se conecta el voltaje de entrada, la corriente de base se limita con el resistor R, y el valor inicial de esa corriente es:
y el valor final de la corriente de base es
El capacitor C1 se carga hasta un val or final de
La constante de tiempo de carga de l capacitor es, aproximadamente:
Una vez que el voltaje VB de entrada llega a cero, la unión base-emisor se polariza en sentido inverso, y C1 se descarga a través de R2. La constante de tiempo de descarga es τ2 = R2C1. Para permitir que los tiempos de carga y descarga sean suficientes, el ancho del pulso en la base debe ser t1 = 5τ1 Y el periodo de desactivación del pulso debe ser t2 = 5τ2. La frecuencia máxima de conmutación es fs = 1/T = 1/(t1 + t2) = 0.2 (τ1 + τ2). 2. Control al apagado
3. Control proporcional a base
4. Control Antisaturación
5.1.3 CIRCUITO DE DISPARO RC PARA SCR
El análisis de este circuito es simple. Se analizará la parte RC del lado izquierdo:
Suponga que el SCR esta en modo de n o conducción y el capacitor esta descargado. Existe un condensador y una resistencia en serie. Cuando un circuito consiste solo de un condensador cargado y una resistencia, el condensador descargará su energía almacenada a través de la resistencia. La tensión o diferencia de potencial eléctrico a través del condensador, que depende del tiempo, puede hallarse utilizando la ley de Kirchhoff de l a corriente, donde la corriente a través del condensar debe ser igual a la corriente a través de la resistencia.
Vf (t) = V Esto resulta en la ecuación diferencial lineal:
. Resolviendo esta ecuación para V se obtiene la fórmula de decaimiento exponencial:
donde V0 es la tensión o diferencia de potencial eléctrico entre las placas del condensador en el tiempo t = 0.
El tiempo requerido para el voltaje para caer hasta es dado por
es denominado "constante de tiempo RC" y
Asi pues, cuando el potenciómetro R2 = 0 ohm, tenem os una constante τ mínima y cuando giramos R2 al máximo, τ es máxima. Ahora analizaremos el lado derecho del circuito
El ángulo mínimo al que se debe disparar el SCR viene dado por:
√
El ángulo a cualquier tiempo es:
Como se puede apreciar, el ángulo de disparo es dependiente de los parámetros de la red RC que hay antes del mismo.
5. 2 CIRCUITOS DE DISPARO CON UJT El transistor monounión (UJT, de unijunction transistor) se usa en forma común para generar señales de disparo para SCR. En la fig ura se muestra un circuito de disparo con UJT. Un UJT tiene tres terminales, llamadas emisor, E, base uno, B1 y base dos, B2. Entre B1 y B21 la monounión tiene las características de una resistencia ordinaria. Esta resistencia es la resistencia interbase RBB y sus valores están en el intervalo de 4.7 a 9.1 kilohms. En la figura también se muestran las características estáticas de un UJT.
Cuando se aplica el voltaje Vs de alimentación, se carga el capacitor e a través del resistor R, porque el circuito de emisor del UJT está en estado abierto. La constante de tiem po del circuitode carga es τ 1 = RC. Cuando el voltaje del emisor, VE, que es igual que el voltaje del capacitor, Vc, llega al voltaje pico Vp, el UJT se enciende y el capacitor e se descarga a través de RB1 con una rapidez determinada por la constante de tiempo τ2 = RB1 *C. Esta constante τ2 es mucho menor que τ1. Cuando el voltaje de emisor VE disminuye hasta el punto de valle Vv, el emisor deja de conducir, el UJT se apaga y se vuelve a repetir el ciclo de carga. En la figura se ven las formas de onda de los voltajes de emisor y de disparo. La forma de onda del voltaje de disparo VBl es idéntica a la de la corriente de descarga del capacitor e. El voltaje de disparo VBl se deberá diseñar suficientemente grande como para encender al SCR. El periodo de oscilación, T, es bastante independiente del voltaje de cd de alimentación, Vs, y se determina con:
η
= relación de compromiso; 0.51 < η < 0.82
Eleccion de parámetros del circuito
El valor de la resistencia R debe caer entre 3KΩ y 3MΩ. El criterio para seleccionar su valor esta dado por
El intervalo del voltaje de alimentación Vs debe caer e ntre los 10 y 35 volts. Asi pues, para el cálculo de Vp tenemos:
El ancho de pulso del disparo es:
Y el valor RB2 se calculo mediante:
5. 3 CIRCUITOS DE DISPARO CON TIMER 555 El circuito temporizador 555 es muy utilizado para excitación de compuerta de Transistores de potencia, SCR, Mosfets y TRIACS. Las 2 maneras básicas de configurarlos son las siguientes:
Operación Astable (Multi-pulso)
Operación Monoestable (Un solo pulso)
5. 4 CIRCUITOS DE DISPARO OPTOACOPLADOS El uso de circuitos optoacopladores se ha popularizado en los últimos tiempos dado que se nos permite aislar la etapa de control (baja potencia) de la etapa de alta potencia. La serie MOC nos permite disparar TRIACS o SCR’s como se muestra en el circuito siguiente:
Asimismo, los optoacopladores de baja potencia permiten generar disparos hacia los MOSFETS como se puede apreciar en el siguiente circuito.
