ELECTRÓNICA INDUSTRIAL – FACENA - UNNE 1 Disparo de tiristores con CI 555 Introducción: El circuito integrado 555 es un circuito integrado de propósitos generales, que según la forma de conectar los componentes externos se puede utilizar como timer, oscilador astable, monoestable, modulador de ancho de pulso(pwm), y muchas otras aplicaciones. El CI 555 en su forma comercial se puede encontrar de diferentes fabricantes con los algunos de los siguientes nombres NE555, SA555, LM555, etc. En su forma más popular es un chip de 8 patas DIL (dual in line) como se muestra a continuación. El detalle de su configuración interna es la siguiente: Internamente consta de un divisor resistivo compuesto por tres resistencias de 5K (lo que según algunos aseguran es el origen de su nombre) que proporciona los niveles de tensión de referencia para dos comparadores cuyas salidas se conectan a un flip-flop, a la salida del cual se encuentra un transistor y un acondicionador de salida que proporciona la potencia a la salida. Para el disparo de tiristores se puede utilizar al 555 configurado como oscilador astable. Esta configuración puede lograrse simplemente con el agregado de dos resistencias y un condensador externos en la conexión que se muestra a continuación. El funcionamiento del este circuito consiste en utilizar el tiempo de carga y descarga del condensador como referencia para el cambio de estado del flip-flop, y por lo tanto de la salida. A medida que el condensador se carga a través de R1 y R2 la tensión en él sube en forma exponencial hasta que al alcanzar 2/3 VCC hace cambiar de estado al comparador de arriba, el cual activa el transistor de descarga. El condensador empieza ahora a descargarse
Disparo de tiristores con CI 555 Introduccin: El circuito
integrado 555 es un circuito integrado de propsitos generales, que
segn la forma de conectar los componentes externos se puede
utilizar como timer, oscilador astable, monoestable, modulador de
ancho de pulso(pwm), y muchas otras aplicaciones. El CI 555 en su
forma comercial se puede encontrar de diferentes fabricantes con
los algunos de los siguientes nombres NE555, SA555, LM555, etc. En
su forma ms popular es un chip de 8 patas DIL (dual in line) como
se muestra a continuacin.
El detalle de su configuracin interna es la siguiente:
Internamente consta de un divisor resistivo compuesto por tres
resistencias de 5K (lo que segn algunos aseguran es el origen de su
nombre) que proporciona los niveles de tensin de referencia para
dos comparadores cuyas salidas se conectan a un flip-flop, a la
salida del cual se encuentra un transistor y un acondicionador de
salida que proporciona la potencia a la salida. Para el disparo de
tiristores se puede utilizar al 555 configurado como oscilador
astable. Esta configuracin puede lograrse simplemente con el
agregado de dos resistencias y un condensador externos en la
conexin que se muestra a continuacin. El funcionamiento del este
circuito consiste en utilizar el tiempo de carga y descarga del
condensador como referencia para el cambio de estado del flip-flop,
y por lo tanto de la salida. A medida que el condensador se carga a
travs de R1 y R2 la tensin en l sube en forma exponencial hasta que
al alcanzar 2/3 VCC hace cambiar de estado al comparador de arriba,
el cual activa el transistor de descarga. El condensador empieza
ahora a descargarse
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a travs de R2 y el transistor interno en forma exponencial
decreciente (el flip flop mantiene activado el transistor a pesar
que el comparador ya cambi de estado) hasta que la tensin sobre l
llega a 1/3 VCC, momento en que el segundo comparador cambia de
estado y hace cambiar de estado al flip-flop, cortando el
transistor de descarga, por lo que el condensador empieza a
cargarse nuevamente repitindose el ciclo ya descrito. Mientras en
condensador est cargndose la salida est en un nivel alto (casi VCC)
y cuando est descargndose est en nivel bajo (idealmente 0 volts) El
condensador C2 es solo un filtro del ruido de lnea.
Dejando como ejercicio para el lector la demostracin de las
frmulas, el tiempo que tarda el condensador en cargarse desde 1/3
VCC hasta 2/3VCC es:
CRRCRRt )(7,0)(2ln 21211 ++= Y el tiempo que tarda en
descargarse desde 2/3VCC hasta 1/3VCC es:
CRCRt 222 7,02ln = El perodo de oscilacin ser por lo tanto
CRRCRRT )221(7,0)221(2ln ++= Esta configuracin sin embargo
todava no es suficiente para un control efectivo del ngulo de
disparo de un tiristor, porque no tiene forma de alinearse con la
onda de la tensin de lnea. Es necesario sincronizar la oscilacin
con el cruce por cero de la onda de tensin de lnea. Esto se puede
conseguir manipulando la pata de RESET (4) del CI 555. Cuando la
tensin aplicada en esta pata est a un nivel bajo se resetea el
flip-flop y mantiene activado el transistor de descarga, con la
salida en nivel alto, independientemente del estado de los
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comparadores. Al pasar al nivel alto en la pata 4 el CI 555
opera normalmente, sin embargo como el condensador estaba
completamente descargado, el primer ciclo de oscilacin ser ms largo
debido a que carga desde 0 hasta 2/3VCC . El tiempo que tarda este
primer ciclo de carga ser:
CRRCRRt )(1,1)(3ln 21210 ++= Por lo tanto para lograr el
sincronismo slo falta agregar algo que ponga la pata 4 del CI 555
en cero cada vez que la tensin pase por cero. Una forma es mediante
la siguiente configuracin: El pulso de disparo aplicado al tiristor
es positivo respecto de la referencia de maasa del circuito, sin
embargo la salida del CI 555 es alta excepto durante el tiempo de
descarga del condensador. Se hace necesario invertir esta onda para
que se pueda aplicar a la compuerta del tiristor, lo cual se
realiza simplemente mediante un transistor. Todo lo que resta es
definir lo valores de los componentes del circuito, lo cual depende
de las condiciones de disparo deseadas. El ancho del pulso es
independiente de la demora y depende nicamente de R2 y C1, por lo
tanto fijando uno de los dos se puede calcular el otro parmetro
mediante la ecuacin de t2. Y luego con la frmula de t0 se puede
calcular R1.
