Modos de disparo y Circuito de Control de Fase en el TRIAC PDF

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Modos de operación de un TRIAC, funcionamiento y aplicaciones...

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

INFORME DE LABORATORIO

Tema: Modos de disparo y Circuito de Control de Fase en el TRIAC

Integrantes: Coronado Joel Moyano Luis Paladines Arleth Ramírez Paúl

Docente: Ing. Galo Guarderas

Sangolquí, junio 03 del 2019

Contenido 1.

Tema: El Triac.......................................................................................................................................3

2.

Objetivos.............................................................................................................................................3

3.

Marco Teórico.....................................................................................................................................3

4.

Materiales...........................................................................................................................................4

5.

Practica 1: Requisitos de tensión de disparo para cada modo de disparo del triac...........................4

6.

Procedimiento.....................................................................................................................................4

7.

Análisis de resultados.........................................................................................................................5

8.

Practica 2: Circuito de Control de Fase. Atenuador Luminoso...........................................................6

9.

Procedimiento.....................................................................................................................................7

10.

Análisis de Resultados.....................................................................................................................7

11.

Conclusiones.................................................................................................................................11

12.

Recomendaciones.........................................................................................................................11

13.

Bibliografía....................................................................................................................................11

Lista de Figuras Figura 1 Símbolo del TRIAC..........................................................................................................................3 Figura 2 Funcionamiento gráfico del TRIAC.................................................................................................3 Figura 3 Circuito de medida de parámetros característicos del triac...........................................................4 Figura 4 Diagrama circuito control de fase..................................................................................................4 Figura 5 Tarjeta circuito control de fase.......................................................................................................5 Figura 6 Simulación circuito control de fase................................................................................................6 Figura 7 Gráfica experimental Vca...............................................................................................................6 Figura 8 Gráfica teórico Vca.........................................................................................................................7 Figura 9 Gráfica experimental VMT2...........................................................................................................7 Figura 10 Gráfica teórico VMT2...................................................................................................................7 Figura 11 Gráfica experimental V R15..........................................................................................................8 Figura 12 Gráfica teórica Vca.......................................................................................................................8

Lista de Tablas Tabla 1 Tabla de errores...............................................................................................................................8

1. Tema: El Triac 2. Objetivos    

Comprender la estructura interna del TRIAC y su condición para el funcionamiento Medir los parámetros típicos de un triac Comprender los principios del circuito del control de dase pro TRIAC Construir un atenuador luminosos con TRIAC

3. Marco Teórico El TRIAC es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de control, los tiristores. El TRIAC es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta. Este componente sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la compuerta. Como el TRIAC funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será positiva y otra negativa.

Figura 1 Símbolo del TRIAC Figura 2 Funcionamiento gráfico del TRIAC

El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre 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 tiempo de carga de un capacitor causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentación y la que se aplica a la compuerta.

4. Materiales  Osciloscopio  Tablero circuito atenuador  Fuente de tensión  Puntas de osciloscopio  Punta generadora de ondas  Multímetro

5. Practica 1: Requisitos de tensión de disparo para cada modo de disparo del triac

Figura 3 Circuito de medida de parámetros característicos del triac

6. Procedimiento 6.1. Introducir la tarjeta EB-113 en el bastidor y conectarla 6.2. Localizar el circuito que contiene el triac. Este circuito se encuentra en la parte inferior izquierda de la tarjeta 6.3. Conectar el circuito de la figura 3 realizando las operaciones siguientes: 6.4. Conectar el circuito de la figura realizando las operaciones siguientes: a. Ajustar la fuente PS-1 a 10v. b. Ajustar la fuente PS-2 a 0v c. Conectar el puente entre PS-1 y la entrada IN como se indica en la figura 3 d. Puentear la resistencia R15 como se indica en la figura 3 e. Conectar el amperímetro entre la puerta del TRIAC y la resistencia R12 como se indica en la figura 3 f. Conectar en canal 1 del osciloscopio a la puerta del TRIAC como se indica en la figura 3

g. Conectar el canal 2 del osciloscopio a la puerta del TRIAC como se indica en la figura 3 h. Conectar el puente A entre el punto 1 y el 2 i. Conectar el puente B entre el punto 5 y el 6 6.5. Aumentar lentamente la tensión de la fuente PS-2 y observar la variación de la corriente de puerta 6.6. Toma de datos Tabla 1 6.7. Desconectar el puente A 6.8. Ajustar a 0 la fuente PS-2 Conectar el puente A entre los 3 y 4 6.9. Aumentar lentamente la tensión V2 y observar la variación de la corriente puerta 6.10. Toma de datos, Tabla 2 6.11. Repetir la operación 6.6 6.12. Desconectar el puente B de los puntos 5 y 6 6.13. Ajustar V1 a 10v 6.14. Conectar el puente B entre los puntos 7 y 8 6.15. Aumentar lentamente la tensión V2 y observar la variación de la corriente de puerta 6.16. Toma de datos, Tabla 3 6.17. Desconectar el puente A de los puntos 3 y 4 6.18. Conectar el puente A entre los puntos 1 y 2 6.19. Aumentar la tensión de salida de la fuente PS-2 y observar la variación de la corriente de puerta 6.20. Toma de datos, Tabla 4 7. Análisis de resultados VAA (V) +10 +10

VGG (V) PS-2 V2

Tabla 1:

Disparo de triac con puente A (terminales 1-2) y Puente B (terminales 5-6) conectados

I F=

V (PS−1) −V F R 14

VAA (V) +10 +10

=

VG (V) 0.235 0.020

VF (V) 10 1.45

IG (mA) 0 2.69

IF (mA) 0 76

10−V F =[mA ] 100

VGG (V) PS-2 V2

VG (V) 0.22 1.1

VF (V) 10 1.3

IG (mA) 0 0.62

IF (mA) 0 77

Tabla 2:

Disparo en triac con puente A (terminales 3-4) y Puente B (terminales 5-6) conectados

VAA (V) -10 -10

VGG (V) PS-2 V2

Tabla 3:

Disparo en triac con puente A (terminales 3-4) y Puente B (terminales 7-8) conectados

VAA (V) -10 -10

VGG (V) PS-2 V2

Tabla 4:

Disparo en triac con puente A (terminales 1-2) y Puente B (terminales 7-8) conectados

VG (V) 0.22 -0.042

VG (V) 0.24 -0.65

VF (V) -10 0.432

VF (V) -10 -0.51

8. Practica 2: Circuito de Control de Fase. Atenuador Luminoso

Figura 4 Diagrama circuito control de fase

IG (mA) 0 5.72

IG (mA) 0 2.18

IF (mA) 0 106.3

IF (mA) 0 106.4

Figura 5 Tarjeta circuito control de fase

9. Procedimiento 9.1. Incrementar el marcador de pasos a “28” pulsando el asterisco (*) una vez. 9.2. Conectar el circuito de la figura realizando las operaciones siguientes: j. Ajustar el generador de señales a 50 Hz, onda senoidal. k. Conectar el generador de señales a la entrada “Vin AC” como se indica en la figura. Ajustar la entrada para obtener 18 Vpp en la salida Vac. l. Conectar un puente entre la salida Vac y la lámpara L1, como se indica en la figura. m. Conectar un puente entre la puerta del TRIAC y la resistencia R13, como se indica en la figura. n. Conectar el canal 1 del osciloscopio al terminal Vac, como se indica en la figura. o. Conectar el canal 2 del osciloscopio al ánodo 2 del TRIAC como se muestra en la figura. p. Girar completamente a derechas el potenciómetro TV3. 9.3. Observar y dibujar los oscilogramas de los canales 1 y 2 del osciloscopio en la figura 5 a, b. Desconectar el canal 1 del osciloscopio de Vac y conectarlo a R15; VR15 representa el oscilograma de corriente. 9.4. Girar lentamente el potenciómetro RV hacia la izquierda y observar el funcionamiento del circuito como atenuador luminoso. Observar la variación de los oscilogramas en VMT2. Antes de introducir el modo prácticas girar RV3 a la derecha.

10. Análisis de Resultados

Figura 6 Simulación circuito control de fase

Se realizó una simulación en el software Multisim, donde se ha replicado el circuito de la tarjeta física del circuito de control de fase provisto en la práctica. De esta manera se han obtenido las respectivas gráficas, para que posteriormente estas sean comparadas con los gráficos obtenidos por medio del osciloscopio durante la etapa experimental.

Figura 7 Gráfica experimental Vca

Figura 8 Gráfica teórico Vca

Figura 9 Gráfica experimental VMT2

Figura 10 Gráfica teórico VMT2

Figura 11 Gráfica experimental V R15

Figura 12 Gráfica teórica Vca

A partir de las señales expuestas, se ha elaborado una tabla de errores de sus voltajes pico-pico. Se compara las tensiones experimentales obtenidas en el laboratorio, y los valores teóricos obtenidos a partir de la simulación.

V Ca V MT2 V R15

Vpp Experimental Vpp Teórico 9.4 9.3 1.88 1.8 1.92 1.87 Tabla 5: Tabla de errores

Error (%) 1.08 4.44 2.67

11. Conclusiones  Se pudo verificar que el circuito atenuador de luz, se lo puede controlar mediante el ángulo de disparo del TRIAC, este ángulo de disparo se pudo variar mediante un potenciómetro dando así un control por fase.





Al bajar el potenciómetro al mínimo, se pudo observar que no existía luz visible en la lámpara y que las señales en la puerta de TRIAC era parecidas a la señal de ingreso, mientras al poner el potenciómetro al máximo en la luz obtenía su máxima luminosidad y el ángulo de disparo cambiaba progresivamente. Para tener un buen control de fase se debe tener los valores adecuados, ya que, en la simulación al no conocer algunos valores del circuito, tales como los capacitores que no pudieron ser identificados mediante fotografías, ciertos resultados, gráficos principalmente, variaban de manera considerable.

12. Recomendaciones  Se recomienda revisar que el tablero se encuentre en las condiciones necesarias, poner el voltaje pico-pico indicado y variar el potenciómetro, puesto que si se intenta variar desde la fuente variable valor inicial no funcionará correctamente.  Se recomienda comprobar que las puntas de osciloscopio estén funcionando correctamente, para que ante algún inconveniente presentado, se busque el problema en el circuito.  Se recomienda obtener el voltaje pico-pico directo del tablero donde se inserta la placa, ya que ha demostrado ser confiable.

13. Bibliografía  Mohan Robbins (1989). Power electronics: Converters, applications and design.  Nómadas Electrónicos. (2015). Controlador Dimmer. Recuperado de: https://nomadaselectronicos.wordpress.com/2015/04/12...