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5/7/2018 DISPOSITIVOS DE POTENCIA - slidepdf.com
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DISPOSITIVOS DE POTENCIA
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Tipos de Encapsulados
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DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Son dispositivos formados por cuatrocapas PNPN
Se les conoce como Tiristores
Actúan como circuitos abiertos capaces desoportar cierto voltaje especificado hasta
que se disparan.
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DISPOSITIVOS DE POTENCIACuando se disparan a encendido seconvierten en Trayectorias de corriente conbajas resistencias y así permanecen
inclusive después de que se remueve eldisparo. hasta que la corriente se reduce acierto nivel o hasta que se disparan paraapagarlo lo que depende del tipo dedispositivo.
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Rectificador controlado de silicio
SCR• Estos elementos semiconductores son muy
utilizados para controlar la cantidad de potencia
que se entrega a una carga, donde:• A=ánodo
• C = cátodo, también representado por la letra K
• G = compuerta o gate
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Rectificador Controlado de Silicio
• Normalmente el SCR se comporta como uncircuito abierto hasta que activa su compuerta(GATE) con una pequeña corriente (se cierra el
interruptor S) y así este conduce y se comportacomo un diodo en polarización directa
• Si no existe corriente en la compuerta el tiristorno conduce
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Rectificador Controlado de Silicio
• Lo que sucede después de ser activado el SCR, sequeda conduciendo y se mantiene así. Si se desea queel tiristor deje de conducir, el voltaje +V debe serreducido a 0 Voltios.
• Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristorseguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidadde corriente menor a la llamada "corriente demantenimiento o de retención", lo que causará que el
SCR deje de conducir aunque la tensión VG (voltaje dela compuerta con respecto a tierra no sea cero.
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RECTIFICADOR CONTROLADO DESILICIO SCR
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EL SCR :CONFIGURACION
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DISPOSITIVOS DE POTENCIA
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El SCR
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Rectificador controlado de silicio
• Como se puede ver el SCR , tiene dos estados:
1-Estado de conducción, en donde la resistenciaentre ánodo y cátodo es muy baja
2-Estado de corte, donde la resistencia es muyelevada
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Disparo del SCR
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PRUEBA DE UN SCR
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El SCR y la Corriente Alterna
• Se usa principalmente para controlar la potencia que seentrega a una carga.
• La fuente de voltaje puede ser de 110V c.a., 220V c.a.,
etc.• El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre latensión de entrada y la tensión en el condensador quees la que suministra la corriente a la compuerta del SCR.Puede verse que el voltaje en el condensador (en azul)
está atrasado con respecto al voltaje de alimentación (enrojo) causando que el tiristor conduzca un poco despuésde que el tiristor tenga la alimentación necesaria para
conducir.
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El SCR y la Corriente Alterna
• Durante el ciclo negativo el tiristor se abredejando de conducir. Si se modifica el valor de laresistencia, por ejemplo si utilizamos unpotenciómetro, se modifica el desfase que hayentre las dos tensiones antes mencionadasocasionando que el SCR se active en diferentes
momentos antes de que se desactive por le ciclonegativo de la señal. y deje de conducir.
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Operación de un SCR
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Control de Lámpara con SCR
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EL TRIAC
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Curva del Triac
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Símbolo del Triac
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El TRIAC
• El Triac es un dispositivo semiconductor quepertenece a la familia de los dispositivos decontrol por tiristores. El triac es en esencia laconexión de dos tiristores en paralelo peroconectados en sentido opuesto y compartiendo
la misma compuerta.
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El TRIAC
• El triac sólo se utiliza en corriente alterna y aligual que el tiristor, se dispara por la compuerta.
Como el triac funciona en corriente alterna,habrá una parte de la onda que será positiva yotra negativa
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El TRIAC
• La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasarápor el triac siempre y cuando haya habido una señal dedisparo en la compuerta, de esta manera la corriente
circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor queapunta hacia abajo), de igual manera:
• La parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasarápor el triac siempre y cuando haya habido una señal de
disparo en la compuerta, de esta manera la corrientecirculará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor queapunta hacia arriba)
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El TRIAC• Para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de
la misma patilla (la puerta o compuerta).
• Lo interesante es, que se puede controlar el momento dedisparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cadatiristor estará en conducción. (recordar que un tiristorsolo conduce cuando ha sido disparada (activada) lacompuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivode un valor mínimo para cada tiristor)
• Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor estáen conducción, se puede controlar la corriente que seentrega a una carga y por consiguiente la potencia queconsume
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El TRIAC
• Ejemplo: Una aplicaciónmuy común es el
atenuador luminoso delámparas incandescentes(circuito de control defase).
(Dimmer)
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El TRIAC
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Modo de Operación
• El triac controla el paso de la corriente alterna ala lámpara (carga), pasando continuamenteentre los estados de conducción (cuando la
corriente circula por el triac) y el de corte(cuando la corriente no circula)
• Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempode carga del condensador causando que se
incremente o reduzca la diferencia de fase de latensión de alimentación y la que se aplica a lacompuerta
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DISPOSITIVOS DE CONTROLPARA SCR Y TRIAC
Ing. Alfredo Pacheco E. 32
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El DIAC
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DISPOSITIVOS DE DISPARO
DIAC
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DISPOSITIVOS DE DISPARO UJT
TRANSISTOR MONOUNION
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DISPOSITIVOS DE DISPARO UJTTRANSISTOR MONOUNION
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DISPOSITIVOS DE DISPARO UJTTRANSISTOR MONOUNION
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EL TRANSISTOR UNIJUNTURAUJT
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El transistor(UJT) del unijunction es un dispositivo de tres
terminales con las características muy diferentes de la
ensambladura convencional del transistor bipolar. Es un
generador de pulso con la señal del disparador o de control
aplicada en el emisor. Este voltaje de disparador es una
fracción (n) del voltaje interbase
EL UJT
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EL UJT
• El terminal del emisor no inyecta la corriente enla región baja hasta que su voltaje alcanza Vp.Una vez que se alcance Vp las conductas bajas
del circuito y un pulso positivo aparece en elterminal B1 y un negativo pulsa en B2. El UJTincorpora una región de resistencia negativa,una corriente baja del emisor, y una alta
corriente del pulso de la salida en los terminalesB1 y B2, haciéndole un disparador ideal delpulso.
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EL UJT
• Las especificaciones muy básicas de un UJTson:
• Vbb(max) : el voltaje interbase máximo que sepuede aplicar al UJT
• Rbb:Resistencia interbase del UJT
• n : El cociente de pilar intrínseco que define Vp.
• IP - La corriente del emisor del peakpoint
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EL UJT
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Disparo del SCR con UJT
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Circuito de Disparo con UJT
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Circuito de Disparo con UJT
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Dimmer / control de velocidad de
un motor de corriente alterna
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Funcionamiento del Dimer• Si desea controlar el nivel de iluminación del dormitorio o
desea controlar la velocidad de tu taladro o un ventilador(motores de corriente alterna), este es el circuito que
busca.
• Muchos de estos circuitos reguladores de potenciatienen un punto de encendido y apagado que no coincide(a este fenómeno se le llama histéresis), y es común en
los TRIACS. Para corregir este defecto se ha incluido enel circuito las resistencias R1, R2 y C1.
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Funcionamiento del Dimer
• El conjunto R3 y C3 se utiliza para filtrar picostransitorios de alto voltaje que pudieranaparecer. El conjunto de elementos P(potenciómetro) y C2 son los necesariosmínimos para que el triac sea disparado.
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Funcionamiento del Dimer
• Hay que aclarar que el condensador en uncircuito de corriente alterna (como este) tiene suvoltaje atrasado con respecto a la señal original,
y cambiando el valor del potenciómetro, semodifica la razón de carga del condensador, elatraso que tiene y por ende el desfase con laseñal alterna original. Esto causa que se pueda
tener control sobre la cantidad de corriente quepasa a la carga y por ende la potencia que se leaplica
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Dispositivos de Potencia
DARLISTOR
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Dispositivos de Potencia
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LASCR
( SCR ACTIVADO POR LUZ)• Es un SCR controlado
por la luz que incidesobre una superficie
fotosensible deldispositivo
• También puede seractivado usando los
métodos típicos delSCR
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INTERRUPTOR DE SILICIO
CONTROLADO SCSLas características del SCS son esencialmente las mismas delSCR.El SCS posee una cuarta conexión Llamada “ANODO GATE” que
permite Activar o desactivar el dispositivo.
Para activar al SCS podemos utilizar el “CATODO GATE” o el“ANODO GATE”
La diferencia estriba en que la corriente mínima que necesita el
“ánodo gate es de 1.5 mA(pulso negativo) en comparación con elcátodo gate que solamente precisa de 1 microamperio (pulso
negativo),para desactivarlo basta con aplicarle un Pulso positivo al “ánodo
gate”.
La gran Ventaja del SCS sobre el SCR es su reducido Tiempo debloqueo que es de 1 a 10 microsegundos para el SCS y de 5 a 30
microsegundos para el SCR
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QUADRAC
Es la unión de dos dispositivos.El Triac y el Diac en una solaenvoltura, la forma física esidéntica a la de un triac
Es un dispositivo de 3 terminales muy similar a SCR,excepto por el agregado de un
diodo zener en la Juntura Cátodo- Gate.El SUS se dispara a una tensión fija determinada por el voltaje del Diodo zener
sus
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INTERRUPTOR CON COMPUERTA DE
ENCENDIDO –
APAGADO : GTO
Su modo de funcionamiento essimilar al SCS con la diferencia que
Posee un solo GATE el cual activa odesactiva al dispositivo al aplicarle unpulso positivo o negativorespectivamente.La cantidad de corriente que deja
circular es muy pequeña.generalmente se utiliza comoelemento de disparo del SCR
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DARLISTOR
Es la unión de dos SCR conectados en una configuración similar al darlington y envueltas en una solo cápsula.El SCR del gate es muy sensible y con un tiempo de conmutación rápido.El SCR principal es menos sensible, menos rápido pero deja pasar mayor corriente que el SCR del gate.El disparo del darlistor se realiza del mismo modo que un SCR común, su forma física también es idéntica.
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APLICACIONES ELECTRONICAS DE
CONTROL Y POTENCIA
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ALARMA SIMPLE
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CIRCUITO INVERSOR DE GIRO
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CIRCUITO INVERSOR DE GIRO
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ALARMA
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CARGADOR DE BATERIAS
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LUZ DE MERGENCIA
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LUZ AUTOMATICA
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ALARMA MULTIPLE
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CONTROL PWM DE UN MOTOR