Laboratorio de Electrónica Industrial - Práctica 4.1

Objetivo:

Conocer el principio de operación de los circuitos controladores de corriente alterna.

Resumen
En esta práctica se implementaron los circuitos de control de media onda y onda completa para una carga resistiva en corriente alterna. Además se implementaron los respectivos circuitos de disparo para estos circuitos de control, uno con UJT y el otro con dos etapas RC. Para estasconfiguraciones se midieron voltaje y corriente en la carga, así como algunas mediciones de la forma de onda en el SCR y en el TRIAC, a fin de estimar al ángulo de disparo para media onda y el ángulo de conducción para onda completa.

Fundamentos teóricos

El Tiristor (SCR)

Un tiristor es un rectificador controlado, donde la corriente que circula de forma unidireccional desde el ánodo alcátodo, esta circulación de corriente es iniciada por una corriente pequeña de señal desde la puerta al cátodo. El símbolo para el tiristor se muestra en la figura 1. En la figura 2 se muestra la curva característica de operación de un tiristor (SCR).


Figura 1. Símbolo del Tiristor




Figura 2. Curva característica de operación de un tiristor


Disparo del tiristor

Un tiristor esencendido haciendo su puerta positiva con el respecto a su cátodo, esto hace que circule corriente en la compuerta. Cuando el voltaje de puerta alcanza el voltaje de umbral VGT, hace que la corriente de compuerta IGT, llegue al valor umbral dentro de un tiempo muy corto conocido como “tiempo de encendido, controlado por compuerta”, IGT, la corriente de carga puede fluir desde ánodo “a” a cátodo“k’’. Si la corriente de puerta consiste de un pulso muy estrecho, por ejemplo menos de 1ms, su nivel de pico tendrá que aumentar para anchos de pulso progresivamente más estrechos para garantizar el disparo efectuado de esta manera. Cuando la corriente de carga aumente, hasta el valor de corriente de enganche del tiristor, la corriente de carga se mantendrá pareja después de la remoción de la corriente depuerta. Mientras la corriente adecuada de carga continúa circulando, el tiristor continuará conduciendo, sin la corriente de puerta. Esto es lo que denominamos tiristor disparado.

Para apagar al tiristor, la corriente de carga debe reducirse por debajo de la IH (corriente de mantenimiento), por el tiempo suficiente para permitir a todos los portadores evacuar la juntura. Esto es logrado por"conmutación forzada" en circuitos CC o al final del hemiciclo de conducción en circuitos de CA. (La conmutación forzada es cuando la corriente de carga neta del circuito ocasiona que la misma se haga cero de forma tal, que el tiristor se apague). A este punto, el tiristor habrá vuelto totalmente a su estado bloqueando. Si la corriente de carga no es mantenida por debajo de IH por el tiemposuficiente, el tiristor no habrá vuelto totalmente al estado bloqueando, y cuando la tensión ánodo – cátodo suba nuevamente, el tiristor podrá volver al estado de conducción sin excitación de puerta.


TRIAC

El TRIAC es un dispositivo que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga; es fundamentalmente una combinación paralela inversa de dos terminales de capas de semiconductorque permiten el disparo en cualquier dirección. En este experimento el objetivo es estudiar y conocer los detalles del TRIAC y compararlo con el SCR.

Un TRIAC puede mirarse como un "tiristor bidireccional" debido a que conduce en ambas direcciones. Por el TRIAC estándar, la corriente circula actual en cualquiera de las dos direcciones entre los terminales principales MT1 y MT2. Esto es iniciadopor una corriente pequeña de señal aplicada entre el terminal de puerta y MT1. En la figura 3 se muestra el símbolo del TRIAC.




Figura 3. Símbolo del TRIAC










Encendido

Distinto de los tiristores, el TRIAC estándar puede ser disparado por circulación de corriente positiva o negativa entre compuerta y MT1. Esto permite el disparo del TRIAC en cuatro...