Apagado forzado de tiristores conmutación complementaria (página 2)

Partes: 1, 2

var a cabo la práctica se utilizaron los
siguientes materiales:
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Resistencias de diferentes valores.
Capacitares para filtrado y no polar.
CD4047
CD4027
Transistores 2N2222
Potenciómetros
SCRs (TYN612)
Puente de diodos de potencia.
Zéner.
Regulador LM317.
Bombillos
Aislador de tierra
Cable de potencia
Alambre
Protoboard
Osciloscopio
Puntas
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN

Lo primero en el diseño de nuestro circuito
fue el puente de diodos conectado
directamente a la red y con un capacitor de
filtrado en paralelo, además un diodo zéner y
un arreglo de resistencias para adecuarlo a un
voltaje útil para suministrarle al regulador y
luego para la alimentación de las siguientes
etapas como Vcc.

Utilizamos un puente rectificador que nos
ofrecía hasta 150 Vdc, y luego de la salida del
diodo zéner nos ofrecía un voltaje de 10V, lo
cuál era suficiente para alimentar los
subsiguientes circuitos.

El circuito se montó con un zéner de 9.1 y un
LM317, como se ve en la figura 3.

Para obtener los valores de los componentes
de este circuito usamos los siguientes
cálculos:
R = 5746?
Potencia ? P = I 2 *R
(Vin -Vsal)
Itotal + I zener
(170-9.1)
23mA+5mA
R =

R =
P = (28mA)2 *5746
P = 4.5W

Para lograr la resistencia de la potencia
necesaria implementamos un arreglo de las
mismas en serie hasta lograr los valores de
potencia y óhmios. La corriente zéner la
obtuvimos del datasheet y la del circuito de
control la medimos alimentando al mismo de
la fuente y midiendo la corriente total.
R =
10s
3*2200pF
FIGURA 3. Circuito de la fuente.

Posterior a este se montó el circuito de control
para los SCR, que constaba de flip-flops tipo
JK y D, potenciómetro, capacitares y que iban
directamente al driver de potencia, como se ve
en la figura 4.

Para el circuito de control obtuvimos los
valores del capacitor y la resistencia para un
tiempo de 10s. de la siguiente manera:

t = 3*C*R
t = 3*2200pF *R
R =1515.15?
Rvariable =100k?

FIGURA 4. Circuito de control y driver.

Con el tiempo definido y teniendo un
capacitor para la potencia necesaria,
procedimos a buscar la resistencia. El
procedimiento fue utilizar un potenciómetro
para ubicar el valor de la resistencia en los
puntos máximo y mínimo, luego ubicamos el
valor de la máxima resistencia, que es el del
mayor duty, y en paralelo con ésta pusimos un
potenciómetro que nos permitiera mediante la
utilización de toda su excursión, variarle el
duty cycle a nuestra señal de control. La
forma la obtuvimos del dataste del integrado.

Para la siguiente etapa utilizamos los mismos
cálculos usados en el laboratorio previo y que
fueron los siguientes:
=Vce
Vcc
4
Vg
riz =
0.1*Ig
10*Ie = Ig
Ig(10%) = Ie

Al observar el datasheet del SCR, observamos
los siguientes valores que nos permitieron
realizar el diseño de esta etapa:
=
Vg
Ig
Zg =
0 . 65
7mA
TYN612
Ig = 0.2-15mA
Vg = 0.8V(máx)

Con estos datos tomamos un valor medio de
voltaje y de corriente y encontramos la
impedancia del SCR para llevar a cabo el
diseño de la salida del driver.

Ig = 7mA
Vg = 0.65V
Zg = 92.85?
r = 0.05
RB2 =1K?
RC2 = 22K?
RE2 = 2.2K?

El cambio respecto al nuevo diseño fue
incrementar en 330 ohmios la resistencia de
emisor para aumentar levemente el voltaje
para el disparo.
FIGURA 5. Salida del circuito de control.
Finalmente El circuito total quedaba montado
como se muestra en la figura12, aunque es un
diagrama general y no constan todos los
componentes que ya se enumeraron y
explicaron anteriormente.

FIGURAS 6-7-8. Señales observadas en el
osciloscopio a la salida de los tiristores. Se
pueden apreciar las amplitudes, la
conmutación y los picos en cada cambio.
FIGURAS 9-10-11. Señales sobre la carga
con los picos de corriente y las señales de
conmutación.

FIGURA 12. Circuito montado.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Pudimos observar el cambio de disparo en el
circuito de los bombillos gobernado por los
pulsos mandados por el flip-flop utilizado
mediante la variación en la excursión del
potenciómetro y su cambio en amplitud en
cada una de las etapas del montaje, notando el
comportamiento con y sin carga y con y sin
fuente. También observamos la variación en
el ancho del pulso mediante el uso del
potenciómetro pero esta variación siempre fue
simétrica, igual el tiempo en alto que en bajo
y el tiempo de uno en alto era igual al del otro
en bajo.

Se nos presentaron problemas al momento de
trabajar con la fuente del zéner puesto que no
nos brindaba el voltaje exactamente con los
mismos componentes de amplitud y rizado
del que nos brindaba la fuente, pero con
algunos arreglos de resistencias y un capacitor
se corrigió fácilmente.

Pudimos observar los picos de corriente
cuando hay cambios o conmutación en el
circuito, aunque no lo pudimos medir
claramente para confrontarlo con lo visto en
clase.
De acuerdo a las curvas características de los
componentes y a su comportamiento tuvimos
que adaptar algunos de los elementos
complementarios de los circuitos como
resistencias y capacitores para obtener el
resultado deseado.

Se utilizó simplemente un flip-flop, ya que no
hubo necesidad de invertir señales ni negarlas.
Con las salidas normal y negadas del
integrado y trabajando en modo astable se
pudo ahorrar en dispositivos y en dinero,
además del espacio en la protoboard.

El ruido que se observa en las señales sobre la
carga son debidas al capacitor no polar en su
carga y descarga.

LUIS LEONARDO RIVERA
ABAÚNZA. Universidad de Ibagué.
Programa de Ingeniería Electrónica. Semestre
VIII.

SEBASTIÁN CASTELLANOS.
Universidad de Ibagué. Programa de
ingeniería electrónica. Semestre VIII.

ANEXOS.

ALGUNOS ELEMENTOS USADOS EN
EL MONTAJE
SCR- TYN612
ZÉNER 9.1
LM 317 Y CONFIGURACIÓN