Aplicación DEL Triac A UN Circuito PDF

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El TRIAC es un semiconductor de tres terminales que controla la corriente en cualquier dirección. En el símbolo esquemático para el TRIAC, los terminales de la energía están señalados como MT1, MT2 y el terminal gate, que es el que activa el componente....

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APLICACIÓN DEL TRIAC A UN CIRCUITO ELECTRONICO PARA REGULAR LA VELOCIDAD DE UNA BOMBA DE AIRE 1. INTRODUCCIÓN: El TRIAC es un semiconductor de tres terminales que controla la corriente en cualquier dirección. En el símbolo esquemático para el TRIAC, los terminales de la energía están señalados como MT1, MT2 y el terminal gate, que es el que activa el componente. El TRIAC puede ser disparado independientemente de la polarización, es decir, mediante una corriente positiva o negativa. Cuando el voltaje en el MT2 es positivo con respecto a MT1 y se aplica un voltaje positivo en el gate, conduce el lado izquierdo. Cuando se invierte el voltaje y un voltaje negativo se aplica a la puerta, conduce el lado derecho. El mínimo que lleva a cabo la corriente IH, se debe mantener para controlar el TRIAC. FORMAS DE ONDA DE LOS TRIACS: La corriente promedio entregada a la carga puede variarse alterando la cantidad de tiempo por ciclo que el triac permanece en el estado encendido. Si permanece una parte pequeña del tiempo en el estado encendido, el flujo de corriente promedio a través de muchos ciclos será pequeño, en cambio si permanece durante una parte grande del ciclo de tiempo encendido, la corriente promedio será alta. Un triac no está limitado a 180 de conducción por ciclo. Con un arreglo adecuado del disparador, puede conducir durante el total de los 360 del ciclo. Por tanto, proporciona control de corriente de onda completa, en lugar del control de media onda 2.MARCO TEÓRICO: Un tiristor es un dispositivo semiconductor con cuatro capas, de estructura pnpn, con tres uniones pn. Tiene tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta. La figura 2. Muestra el símbolo del tiristor y el corte de las tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por dispersión difusión ACTIVACION DE UN TIRISTOR: Un tiristor se enciende, aumentando la corriente anódica. Esto se hace de una de las siguientes maneras

. Térmica. Si la temperatura de un tiristor es alta, hay un aumento en la cantidad de pares electrón-hueco, que aumenta las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes hace aumentar a � 1y �2. Debido a la acción regenerativa, �1 + �2. Puede tender a la unidad, y el tiristor se puede activar. Este tipo de activación puede causar avalancha térmica, y en el caso normal se evita. Luz. Si se deja incidir luz en las uniones de un tiristor, aumentan los pares electrón-hueco y el tiristor puede activarse. Los tiristores activados con luz se encienden dejando que la luz incida sobre la oblea de silicio. Alto voltaje. Si el voltaje en sentido directo, de ánodo a cátodo, es mayor que el voltaje de ruptura en sentido directo VBO, pasa una corriente de fuga suficiente para iniciar la activación regenerativa. Esta clase de activación es destructiva, y se debe evitar. APAGADO DE UN TIRISTOR Un tiristor que está en el estado encendido puede apagarse reduciendo la corriente en sentido directo hasta un valor inferior al de la corriente de retención IH. Hay varias técnicas para apagar un tiristor. En todas las técnicas de conmutación, la corriente anódica se mantiene inferior a la corriente de retención durante un tiempo suficientemente largo para que todos los excesos de portadores en las cuatro capas fluyan o se recombinen. Debido a las dos uniones pn exteriores, J1 y J3, las características de apagado serían semejantes a las de un diodo, con un tiempo trr de recuperación inverso y una corriente pico IRR de recuperación inversa. IRR puede ser mucho mayor que la corriente normal de bloqueo inverso IR.

TIPOS DE TIRISTORES: Los tiristores se fabrican por difusión, casi en forma exclusiva. La corriente anódica requiere un tiempo finito para propagarse hasta toda el área de la unión, desde el punto cercano a la compuerta, cuando se inicia la señal de compuerta para encender el tiristor. Los fabricantes usan diversas estructuras de compuerta para controlar la di/dt, el tiempo de encendido y el tiempo de apagado.

Los tiristores pueden encenderse con facilidad con un impulso corto. Para apagarlos, requieren circuitos especiales de control, o estructuras internas especiales para auxiliar en el proceso Hay varias versiones de tiristores con capacidad de apagado, y el objetivo de todo dispositivo nuevo es mejorar la posibilidad de apagado. Con el advenimiento de nuevos dispositivos con posibilidades tanto de encender como de apagar, el dispositivo que sólo tiene posibilidad de encender se llama “tiristor convencional” o sólo “tiristor”. Otros miembros de la familia de tiristor, o rectificadores controlados de silicio (SCR, de silicon- controlled rectifier) han adquirido otros nombres, basados en acrónimos. Dependiendo de la construcción física y el comportamiento en el encendido y el apagado, se pueden clasificar los tiristores, en forma amplia, en 13 categorías: de apagado. 1. Tiristores controlados por fase (o SCR). 2. Tiristores bidireccionales controlados por fase (BCT, de bidirectional phase- controlled

thyristors).

3. Tiristores de conmutación rápida (o SCR). 4. Rectificadores controlados de silicio fotoactivados (LASCR, light-activated

silicon-controlled rectifier). 5. Tiristores de triodo bidireccional (TRIAC). 6. Tiristores de conducción en sentido inverso (RCT, de reverse-conducting thyristor). 7. Tiristores apagados por compuerta (GTO). 8. Tiristores controlados por FET (FET-CTH, de FET-controlled thyristor). 9. Tiristores de apagado por MOS (MTO, de MOS turn-off). 10. Tiristores de apagado (control) por emisor (ETO, de emitter turn-off). 11. Tiristores conmutados por compuerta integrada (IGCT, de integrated gate commutated

thyristors). 12. Tiristores controlados por MOS (MCT, de MOS-controlled thyristor). 13. Tiristores de inducción estática (SITH, de static induction thyristor).

TRIAC: Un TRIAC puede conducir en ambas direcciones, y se usa normalmente para control por fase (por ejemplo, en controladores de ca). Se puede considerar como dos SCR conectados en antiparalelo con una conexión de compuerta común, como se ve en la figura 6.a. Las características v-i se ven en la figura 6.c. Como un TRIAC es un dispositivo bidireccional, no se puede decir que sus terminales sean ánodo y cátodo. Si la terminal MT2 es positiva con respecto a la terminal MT1, el TRIAC se puede encender aplicando una señal positiva entre la compuerta G y la terminal MT1. Si la terminal MT2 es negativa con respecto a la terminal MT1, se enciende aplicando una señal negativa entre la compuerta G y la terminal MT1. No es necesario tener las dos polaridades de señal de compuerta, y un TRIAC se puede encender con una señal de compuerta que

puede ser positiva o negativa. En la práctica, las sensibilidades varían de uno a otro cuadrante, y los TRIAC se suelen operar en el cuadrante I (voltaje de compuerta y corriente de compuerta positivos), o en el cuadrante III (voltaje y corriente de compuerta negativos). TRISTORES CONTROLADOS POR FASE (SCR)

Esta clase de tiristores suele funcionar a la frecuencia de línea, y se apagan por conmutación natural. Un tiristor inicia la conducción en sentido directo, cuando se aplica un pulso de disparo de corriente de la compuerta al cátodo, y se llega y se mantiene con rapidez a la conducción total, con una caída pequeña de voltaje en sentido directo. No puede hacer que su corriente regrese a cero mediante una señal en su compuerta; en lugar de ello, se basa en el comportamiento natural del circuito para que la corriente llegue a cero. Cuando la corriente anódica baja a cero, el tiristor recupera su capacidad en unas pocas decenas de microsegundos de voltaje de bloqueo en sentido inverso, y puede bloquear la corriente en sentido directo hasta que se aplique el siguiente pulso de encendido. El tiempo de apagado tq es del orden de 50 a 100s. Es más adecuado para aplicaciones con conmutación de baja velocidad, y también se le llama tiristor convertidor. Como un tiristor es básicamente un dispositivo controlado hecho de silicio, también se le llama rectificador controlado de silicio (SCR).

El voltaje VT en estado de encendido varía, normalmente desde unos 1.15 V para 600 V hasta 2.5 V para dispositivos de 4000V y para un tiristor de 1200 V, 5500 A, ese voltaje suele ser 1.25 V.

APLICACIONES DE UN TRIAC Control de fase (potencia) Una aplicación fundamental del triac se presenta en la figura 7. En esta capacidad, controla la potencia de ca suministrada a la carga encendiéndose y apagándose durante las regiones positiva y negativa de la señal senoidal de entrada. La acción de este circuito durante la parte positiva de la señal de entrada es muy parecida a la encontrada para el diodo Schockley. La ventaja de esta configuración es que durante la parte negativa de la señal de entrada se obtendrá el mismo tipo de respuesta ya que tanto el dia como el triac se pueden encender en la dirección inversa. La forma de onda resultante de la corriente a través de la carga aparece en la figura 6. Si modificamos el resistor R, podemos controlar el ángulo de conducción. Existen unidades disponibles capaces de manejar cargas de más de 10 kW.

3. MATERIALES: 

Un Triac BT136

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Un Diac

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Una Resistencia De 33k Ohm

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Un Potenciómetro

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Un Multímetro Digital

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Una Resistencua De 820 Ohmios

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Un Condensador De 100nf/400v

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Un Condensador De 4.7nf/100v

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Un Motor De 80 R.P.M

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Una Pescera

4. PROCEDIMIENTO: Este dispositivo electrónico se encarga de encender un motor, así como variar la intensidad de potencia eléctrica mediante un arreglo de resistencias, potenciómetro, capacitores cerámicos y un triac. Se tomó el triac BT136 equivalente a dos tiristores (SCR) conectados en pararelo para la implementación del circuito. El elemento activo de este proyecto es un triac BT136, el cual es comandado por el potenciómetro a través de una resistencia, y la carga que recibe en este disparo proviene de un arreglo de capacitores en paralelo que conmutaran la activación de la compuerta del triac cada vez que estos se carguen ya sea positivamente o negativamente por el uso de corriente alterna en medida que el potenciómetro indique con la variación de su resistencia. Para el desarrollo de este proyecto se consideró el siguiente diagrama de la figura 8, así como los materiales a utilizar y las especificaciones de funcionamiento de un triac tanto como el circuito de activación de compuerta básico necesario para este proyecto. Se implementó además la pecera, véase la figura 9, con el fin de observar el comportamiento de cambio de presiones ocasionada por la bomba de aire, ya que, regulando su potencia del motor, se podría observar notablemente su aplicación en la experiencia.

5.INTERPRETACION DE RESULTADOS: Una vez terminado el circuito se procedió a hacer las pruebas necesarias para comprobar que el circuito de control de compuerta funcionara correctamente como se ve en la figura 10, logrando por medio de esto que al variar la resistencia del potenciómetro de este circuito varié el voltaje que circulara por las terminales del triac y logrando por ende que la intensidad del motor conectado entre estas terminales varié, esto hace posible que el motor o bomba de aire haga que aporte oxígeno al agua mediante burbujas en el fondo de la pecera, véase la figura 11. De esta manera pudimos observar notablemente la aplicación del modelamiento dinámico del triac y su utilidad para poder implementar una bomba de aire de pescera.

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6. CONCLUSIONES: Con el circuito implementado con el triac se pudo generar la bomba, la circulación y corriente que genera la bomba de agua, contribuye a eliminar los residuos acumulados en las esquinas, igualmente ayuda a desprender las capas mucosas contaminadas, adheridas a las paredes de la pecera. Los factores internos y externos que implican en la elaboración del circuito nos permitirá tener un panorama amplio para determinar las características y funcionamiento de este, a causa de potencia generada por el motor o bomba de aire, ya sea graduando su potencial de intensidad o fuerza eléctrica. También con la bomba de agua puede desaparecer los residuos producidos por los elementos decorativos de la pecera, y distribuye cualquier materia orgánica o alimentos que sirva de comida para los habitantes de la pecera. Nuestro motor trabaja como una bomba de agua que permite la recirculación del fluido generando corrientes en el interior de la pecera, logrando homogeneizar la composición química del agua, así como la temperatura. Además, si provocamos el movimiento de la capa superficial del agua con la bomba de agua para la pecera podremos lograr un intercambio de bióxido de carbono por oxígeno.

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU También suelen ser empleadas cuando tenemos que impulsar agua al interior de cualquier dispositivo que necesite refrigeración por agua o apoyo del agua para su funcionamiento, tales como las pantallas de rayos ultravioletas, filtros de lodos, etc. Los dispositivos usados en este proyecto nos ayudaran de manera profesional, para desarrollar nuevos proyectos a futuro. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: 1. Savant, J.C. Diseño Electrónico. Adisson Wesley 2ª. Edición México 1992 2. Schiavon M. I. Fundamentos del Diseño de Circuitos Integrados Digitales. UNR Ed., 1997. 3. Electrónica: Teoría de Circuitos. Electrónica: Teoría de Circuitos. 2006 4. Circuitos Discretos e Integrados. Shilling and Below

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