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INFORME DE LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS

PRESENTADO POR: JOAN TORRES OSMA CAMILA ROJAS ANDREY AVELLANEDA

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER

OCTUBRE 11 DE 2018

INFORME DE LABORATORIO TIRISTOR SCR Joan torres, camila rojas, andrey avellaneda. Tecnología en electrónica industrial.

RESUMEN: En este laboratorio trabajamos en un cargador de baterías de 12 voltios con parada automática cuando la batería este cargada en su totalidad, para el control usamos tiristores SCR el cual es un rectificador controlado de silicio formado por cuatro capas de material semiconductor. Además, con un potenciómetro podemos variar el umbral de carga a la que queremos que llegue la batería. INTRODUCCION: En este informe profundizaremos acerca del uso de los SCR en circuitos que funcionen con un corte automático, en este caso lo usaremos en el corte automático de la corriente cambiando el voltaje que llega al Gate, así cuando haya voltaje el SCR quedara en corto dejando que cargue la batería, pero cuando no haya, el SCR se comportara como un circuito abierto. Además, este circuito cuenta con leds indicadores que avisan cuando la batería está cargada y cuando está cargando. Gracias al uso de los SCR podemos controlar altas potencias, de este modo podemos automatizar circuitos que manejen tensiones y frecuencias

elevadas ya que los tiristores poseen una gran velocidad de respuesta. MATERIALES Y SU FINCIONAMIENTO: SCR: El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silicon Controlled Rectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor.

Tiristor.

Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y Gate (puerta). La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien interrumpir el circuito. DIODO ZENER: Los diodos zener, zener diodo o simplemente zener, son diodos que están diseñados para mantener un voltaje constante en su terminal, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz) cuando se polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa. Un zener en conexión con

polarización inversa siempre tiene la misma tensión en sus extremos (tensión zener).

Condensador electrolítico Axial (arriba) y radial (abajo).

Aquí tienes la imagen de un diodo zener real:

Como Funciona un Diodo Zener Cuando lo polarizamos inversamente y llegamos a Vz el diodo conduce y mantiene la tensión Vz constante, aunque nosotros sigamos aumentando la tensión en el circuito. La corriente que pasa por el diodo zener en estas condiciones se llama corriente inversa (Iz). Se llama zona de ruptura por encima de Vz. Antes de llegar a Vz el diodo zener NO Conduce. Como ves es un regulador de voltaje o tensión. Cuando está polarizado directamente el zener se comporta como un diodo normal. CONDENSADOR:

Condensadores electrolíticos de diferentes tamaños.

Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar la tensión eléctrica de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna. DIODO: Diodo rectificador. Sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio, son tipos de diodo que constituyen el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa. Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos recortadores, diodos volantes. El diodo Zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.

CONVERTIDOR DE 12 VOLTIOS: Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. DIODO LED: Un diodo emisor de luz o led5n 1 (también conocido por la sigla LED, del inglés lightemitting diode) es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado.6 Si se aplica una tensión adecuada a los terminales, los electrones se recombinan con los huecos en la región de la unión p-n del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto se denomina electroluminiscencia, y el color de la luz generada (que depende de la energía de los fotones emitidos) viene determinado por la anchura de la banda prohibida del semiconductor. Los ledes son normalmente pequeños (menos de 1 mm2) y se les asocian algunas componentes ópticas para configurar un patrón de radiación.

BATERIA DE 12 VOLTIOS: El funcionamiento de las baterías está basado en la pila electroquímica. Existen dos electrodos, uno positivo y otro negativo, que al conectarlos formando un circuito cerrado, generan una corriente eléctrica, es decir, los electrones fluyen de manera espontánea de un electrodo a otro. Las baterías están formadas por varios pares de electrodos que se sitúan en compartimentos independientes llamados celdas. En las celdas los electrodos están sumergidos en una disolución que recibe el nombre de electrolito. En las baterías de plomo acido, el electrodo positivo se compone de una placa de plomo recubierta por óxido de plomo (II), PbO2, y el electrodo negativo por plomo esponjoso. Reciben el nombre

de baterías de plomo "ácido" porque utilizan como electrolito una disolución de ácido sulfúrico. Si colocamos las celdas en serie, alternando positivo y negativo, podremos sumar las tensiones de cada una de ellas, y finalmente obtener un voltaje más alto (6 V, 12 V, 24 V,...). Si, por el contrario, colocamos las celdas en paralelo, positivos al lado de positivos, y negativos al lado de negativos, conseguiremos aumentar la intensidad de la batería.

Para este circuito cambiamos la entrada ya que este utiliza un trasformador de AC/DC y en su lugar usamos un cargador de 12v el cual ya tiene una salida de DC de 12.20 v. la batería se conecta directamente a la fuente de tensión a través del SCR (un TIC126F de 50V de 8 A o similar),

PROCEDIMIENTO Para el montaje del circuito usamos una protoboard, y ya teniendo los materiales antes mencionados y sabiendo el funcionamiento de los mismos, procedemos a montar el siguiente circuito;

Mediante la resistencia R3 de 560Ω y el diodo D3 1N4007, polarizamos la puerta del SCR1, de modo que conduzca con una tensión cercana a 1 V, esto disparará al SCR1, dejando pasar toda la tensión y la corriente limitada por R2. El circuito sensor de la puerta del SCR2, está formado por el divisor de tensión R4, R5 y el diodo zener Dz. Al ajustar el potenciómetro R5 de 4k7Ω, lograremos la tensión de disparo del SCR2 (un TIC106D o similar), en este caso corresponderá a la tensión del zener, cuando la batería este cargada por completo. Para las baterías de 6V, el zener deberá ser de 2’1V o 2’4V. Ante una batería en cuyos terminales presente una tensión de carga completa, el zener entra en conducción disparando al SCR2. En estas condiciones la puerta del SCR1 está prácticamente puesta a masa, con lo cual se impide que éste sea disparado y la carga se interrumpe. Por el mismo motivo de conducir SCR2 el LED 2 (verde) se enciende.

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En estas imágenes podemos ver el proceso de montaje terminado.

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FUNCIONAMIENTO: El led verde estará encendido cuando la batería esté cargada. Cuando la batería está en carga, es decir, cuando se está cargando, en el polo positivo de la misma, no hay tensión o es muy baja, esto hace que por R4 R5 no se produzca la diferencia de potencial que pueda activar el SCR2, por lo tanto, a extremos del LED verde, no hay caída de tensión y por lo tanto no se enciende. En el momento que suba la carga de la batería el divisor de tensión entra en acción, pero el diodo zener no actuará hasta que la carga llegue a la tensión prevista de 13.8V (después del ajuste), en ese momento el zener entra en acción y dispara el SCR2 que conduce y pone a tierra el cátodo del LED verde que se encenderá.

CONCLUSIONES:  En la compra de los materiales pudimos comprobar que hay distintas clases de SCR, aunque algunos con funcionamientos

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similares lo que nos facilitó la compra de este ya que no encontramos la referencia que decía en el circuito. Tuvimos un inconveniente con el montaje del SCR ya que, al ser parecido a un transistor, montamos los pines en el orden emisor-basecolector, cuando la forma correcta de montaje es base-emisorcolector. Como trabajamos el circuito con un cargador que me entrega una señal continua hay oportunidades en las que el gate no se desenclava, por eso comprobamos que los SCR trabajan mejor con una señal pulsante como la que entrega un trasformador con rectificador de media onda. Tuvimos que cambiar la ubicación de los leds ya que en donde estaba situados no podíamos verificar si los SCR estaban funcionando, por eso los colocamos enseguida de cada SCR y así comprobar su funcionamiento. En el proceso de carga de la batería. Conectamos la batería, pero como ya estaba cargada el circuito no hacía nada, por ello tuvimos que descargarla para así verificar su funcionamiento.