INFORME-1-DE-ML839 (ELECTRONICA DE POTENCIA) – [DOCX Document]

1er Informe de Laboratorio

Facultad de Ingeniera Mecnica – FIM

2UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de IngenieraMecnicaINFORME DE LABORATORIO N 1 ELECTRONICA DE POTENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA1er Informe deLaboratoriodisparo de un tiristor con componentes discretosFacultadde Ingeniera Mecnica

Curso:FSICA IIIProfesor:Ing. Arevalo Macedo,RobinsonSeccin:AApellido PaternoApellidoMaternoNombresEspecialidadHilarioPintoDanielM4BazanQuevedoRobertoM6BazanYarangaCristopherM62015ndice

1. Objetivos

2. Fundamento Terico

3. Cuestionario

4. Observaciones y Conclusiones

5. Hoja de datos

Objetivos

Comprobar experimentalmente el disparo de un tiristor conelementos discretos y este est conectado a una carga.

Armar circuitos de activacin de un tiristor y observar lasventajas y desventajas de cada una de ellas.

Encontrar aplicaciones del tiristor.

Fundamento terico

EL TIRISTOR O RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO

El nombre proviene de la unin de Tiratrn y Transistor. Untiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas deestructura PNPN y con tres uniones PN. Tiene tres terminales: nodo,ctodo y puerta o gate.Es uno de los dispositivos semiconductores depotencia ms importantes.Los tiristores se utilizan en forma extensaen los circuitos electrnicos de potencia, estos operan comoconmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a unestado conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que lostiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque lostiristores prcticos exhiben ciertas caractersticas ylimitaciones.

FUNCIONAMIENTOSi aplicamos una tensin nodo ctodo positiva: lasuniones y tienen polarizacin directa o positiva. La unin tienepolarizacin inversa, y solo fluye una corriente de fuga.Se diceentonces que el tiristor esta en condicin de bloqueo directo enestado desactivado. Si el voltaje de nodo a ctodo se incrementa aun valor lo suficientemente grande, la unin polarizada inversamenteentrara en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y elvoltaje correspondiente se llama voltaje de ruptura directa.Dadoque las uniones y tienen ya polarizacin discreta, habr unmovimiento libre de portadores a travs de las tres uniones, queprovocara una corriente directa del nodo. Se dice entonces que eldispositivo est en estado de conduccin o activado.La cada devoltaje se deber a la resistencia hmica de las cuatro capas y serpequea, por lo comn cercana a 1 voltio.

CURVA CARACTERISTICALa interpretacin directa de la curvacaracterstica del tiristor nos dice lo siguiente: cuando la tensinentre nodo y ctodo es cero la intensidad lo es tambin. Hasta que nose alcance la tensin de bloqueo () el tiristor no se dispara.Cuandose alcanza dicha tensin, se percibe un aumento de la intensidad enel nodo (), disminuye la tensin entre nodo y ctodo, comportndose ascomo un diodo polarizado directamente.Si se quiere disparar eltiristor antes de llegar a la tensin de bloqueo ser necesarioaumentar la intensidad de puerta (IG1, IG2, IG3, IG4), ya que deesta forma se modifica la tensin de cebado del mismo.Este sera elfuncionamiento del tiristor cuando se polariza directamente, y soloocurre en el primer cuadrante de la curva. Cuando se polarizainversamente se observa una dbil corriente inversa (de fuga) hastaque alcanza el punto de tensin inversa mxima que provoca sudestruccin.Es una forma posible de cebar o activar el tiristor, quenos interesa, pues para ello pondramos un diodo.Si aplicamos unatensin positiva en la puerta del tiristor, se establece unacorriente por la unin , polarizada directamente, que produce unaumento de electrones en el cristal P, donde son portadoresminoritarios para la unin y por tanto pueden atravesarla,facilitando que el efecto de avalancha en esta unin se realice amenor tensin .Cuanto mayor sea esa tensin de compuerta, menor serla tensin necesaria para lograr el disparo del tiristor, por lo queuna variacin consigue diferentes puntos de disparo. Cuando elvoltaje del ctodo es positivo con respecto al nodo, la unin tienepolarizacin directa, pero las y tienen polarizacin inversa. Esto essimilar a dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso atravs de ellos.El tiristor estar en estado de bloqueo inverso y unacorriente de fuga, conocida como corriente de fuga inversa fluir atravs del dispositivo.

Cuestionario

1. Hacer el fundamento terico del experimento realizado.En ellaboratorio se implementaron dos tipos de circuitos, en los cualesse utilizaba una fuente de corriente alterna. Este tipo de tensinse usa principalmente para controlar la potencia de entrega a unacarga (en nuestro caso un foco).La fuente de voltaje puede ser de110V, 120V, 220V, en corriente alterna, etc.La potenciasuministrada a la carga se controla variando el ngulo de conduccinpero solo conducir un semiciclo.

CIRCUITO N1

CIRCUITO N2

CURVA CARACTERISTICA

La siguiente figura muestra la dependencia entre la tensin deconmutacin y la corriente de compuerta. Cuando el tiristor estapolarizado en inversa se comporta como un diodo comn.En la regin depolarizacin en directo el tiristor se comporta tambin como un diodocomn, siempre que el tiristor ya haya sido activado (On). Punto D yE. Para valores altos de compuerta (IG) (Punto C), la tensin denodo a ctodo es menor (VC).Si la IG disminuye, la tensin nodo-ctodoaumenta. (Punto B y A, y la tensin nodo-ctodo VB y VA).Concluyendo, al disminuir la corriente de compuerta IG, la tensinnodo-ctodo tender a aumentar antes de que el SCR conduzca (se pongaen On).

2. Cul es la diferencia entre el primero y segundo circuito?Elprimer circuito que se implement en el laboratorio funciona de lasiguiente de la siguiente manera:Normalmente el Tiristor trabajacon polarizacin directa entre nodo y ctodo (la corriente circula enel sentido de la flecha del tiristor). Por ello en este circuitosolo es necesario aplicar un pulso en la compuerta (G) paraactivarlo.Pero el segundo circuito, a diferencia del primero,utiliza un condensador. Por ello este circuito se usaprincipalmente para controlar la potencia que se entrega a unacarga (en nuestro caso un foco de 60 W).La potencia suministrada ala carga se controla variando el ngulo de conduccin pero soloconducir un semiciclo. 3. Qu sucede con la lmpara cuando aumenta elvalor de en ambos circuitos? Lo que se observ en el laboratorio conrespecto al foco utilizado, es que a medida de que elevamos laresistencia en el potencimetro en el primer circuito este se apagaen cierto punto del potencimetro. Mientras que en la segundaimplementacin, la presencia del circuito RC produce un corrimientode la fase entre la tensin de entrada y la tensin en el condensadorque es la que suministra la corriente a la compuerta del tiristorpor ende al aumentar el valor resistivo produce un corrimiento defase ajustable, que causar la nula luminosidad del foco.

4. Segn su opinin cul de los circuitos de disparo es elrecomendable. Por qu?Segn mi opinin el segundo circuito es elrecomendable debido a la presencia del condensador, pues estealimenta la corriente que circula a travs de la puerta del tiristory por ende a travs de la variacin del potencimetro se puede variarla intensidad de luminosidad del foco.Por ello la mnima luminosidaddel foco se da cuando el corrimiento de fase es mximo (cuando elpotencimetro tiene su mayor valor) y la mxima luminosidad cuandoeste tiene su valor ms pequeo (cuando el potencimetro marca 0).

5. Qu dificultades encontr al desarrollar este experimento?Laprincipal dificultad que se encuentra en esta experiencia es lapoca sofisticacin de los materiales de conexin puesto que estos seencuentran expuestos, y en cualquier descuido pueda ocurrir unaccidente.Adems el medir con el multmetro el voltaje entre nodo yctodo, en cierto momento, estas dos terminales del multmetro chocangenerando un cortocircuito apagando eventualmente el foco.

A continuacin se muestra algunas imgenes tomadas delosciloscopio:

Fig2. Se muestra el ngulo de disparo del circuito 2 variando laresistencia en el potencimetro.Fig1. Se muestra el ngulo de disparodel circuito 2

Fig1. Se muestra el ngulo de disparo del circuito 1

Fig2. Se muestra el ngulo de disparo del circuito 2

Fig2. Se muestra el ngulo de disparo del circuito 2 variando laresistencia en el potencimetro.

Fig2. Se muestra el ngulo de disparo del circuito 2 variando laresistencia en el potencimetro.

Observaciones

Se observa que la resistencia en el foco es mayor cuando seutiliz corriente alterna que cuando se midi sin alimentacin con elmultmetro.

El condensador puede estallar si no se coloca de la maneraadecuada.

Conclusiones

Se comprueba mediante las grficas obtenidas en el osciloscopiola teora desarrollada en clases.

Se comprueba en laboratorio que el disparo de un tiristor sepuede controlar usando un condensador que alimente la corriente depuerta en el tiristor. Mientras que en el primer circuito (que noutiliza el condensador), el ngulo de disparo es nico y por ende nose puede manipular.

Una de las aplicaciones encontradas en la experiencia es quepuede funcionar como rectificador, pero a diferencia de los diodos,este puede ser controlado por la seal de puerta. Otras de lasaplicaciones del tiristor son: Controles de relevador Circuitos deretardo de tiempo Fuentes de alimentacin reguladas Controles defase, etc.

Hoja de datos

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