• Author / Uploaded
• John

Citation preview

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL CARRERA DE ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES INTEGRANTES: Calapiña Jose FECHA DE LA PRÁCTICA: 4/DICIEMBRE/2014 Campaña Jhon FECHA DE ENTREGA: 8/DICIEMBRE/2014 Duran Erika MÓDULO: ELECTRONICA DE POTENCIA Plasencia Darío NIVEL: Sexto Electrónica “A” Zúñiga Francisco PROFESOR: Ing. Patricio Córdoba TEMA: Circuitos Aplicativos con transistor como switch Rectificadores controlados bidireccional (TRIAC) OBJETIVOS Objetivo general  

Reconocer algunas las características de los transistores en sus distintas zonas de operación. Entender el funcionamiento de un TRIAC.

Objetivos específicos       

Diseñar e implementar circuito que nos permita observar como el transistor trabaja como un switch. Diseñar e implementar un circuito que nos permita observar el paso de la zona de corte a la de saturación Obtener nociones acerca de la polarización de los transistores Analizar la curva característica y forma de onda de salida de un TRIAC. Determinar la relación entre TRIAC y DIAC. Analizar la forma de onda de disparo así como la forma de onda en la carga y la forma de onda de entrada. Utilizar el dispositivo en circuitos de aplicación como Dimer.

MARCO TEÓRICO El Transistor El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Un transistor puede ser usado como un interruptor (ya sea a la máxima corriente, o encendido ON, o con ninguna corriente, o apagado OFF) y como amplificador (siempre conduciendo corriente).

Tipos de transistores Hay dos tipos de transistores estándar, NPN y PNP, con diferentes símbolos de circuito. Las letras hacen referencia a las capas de material semiconductor usado para construir el transistor. La mayoría de los transistores usados hoy son NPN porque este es el tipo más fácil de construir usando silicio. Si tú eres novato en la electrónica es mejor que te inicies aprendiendo cómo usar un transistor NPN. Los terminales son rotulados como base (B), colector (C) y emisor (E). Estos términos se refieren al funcionamiento interno del transistor pero no ayuda mucho a entender cómo se usa, así que los trataremos como rótulos! Símbolos de transistores El transistor BJT dispone de dos curvas: la primera se utiliza para definir el comportamiento de la unión base emisor y la segunda para definir el funcionamiento entre colector y emisor. Curva característica de transistor El transistor BJT dispone de dos curvas: la primera se utiliza para definir el comportamiento de la unión base emisor y la segunda para definir el funcionamiento entre colector y emisor.

Figura 1 Curva característica del transistor Transistor en corte y saturación 



Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación).

 

Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor aún, cero TRIAC

El TRIAC es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. El TRIAC puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa. Figura 2: curva característica del TRIAC DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Equipos  

Osciloscopio Multímetro

Materiales Circuito de un transistor como switch     

Resistencia 7.2KΩ Fuente de 12V AC Fotoresistencia LDR1 Un transistor 2N2222 Foco de 12V

Materiales para el Circuito 1       

1 1 1 1 1 1 1

Resistencia de 2.2 k Potenciómetro de 500k condensador de 1 uf bombilla de 20w a 120v fuente de AC de 120v osciloscopio protoboard

Materiales para el Circuito 2     

1 1 1 1 1

Resistencia de 100 TRIAC BD156 bombilla de 20w a 120v pulsador opto acoplador 3021 o 3041

PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO 1. Se diseña el circuito correspondiente a un transistor para encender un foco de 12V al trabajar como switch. 2. Se procede a simular los circuitos obtenidos según el diseño. 3. Se realiza la conexión de los dispositivos tal como se llevó a cabo en la simulación. 4. Se verifica que los componentes estén colocados de forma correcta para poder visualizar el encendido y el apagado de un foco de 12V. 5. Conectar los dispositivos tal como se muestra en el diagrama. 6. Con el potenciómetro se hará variar el tiempo de carga y descarga del condensador cambiando así el ángulo de disparo de la onda. 7. Observar la forma de onda de salida a través de un osciloscopio. 8. Observar lo que sucede en la bombilla al limitarle la potencia de entrada variando el ángulo de disparo de la señal. 9. Obtener conclusiones. 10.Se obtiene ciertos criterios y conclusiones. SIMULACIÓN Circuito de un transistor como switch

CIRCUITO 2

Nota: La carga L1 se remplaza por un motor monofásico

Circuito 3

Circuito 4

RESULTADOS ESPERADOS:   



Cuando el Voltaje Vcc es menor a 0.7 V el transistor está en estado de corte. Una vez que supera el voltaje de 0.7V más la caída de voltaje en la resistencia Rb; entonces, éste pasa al estado activo. Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación. Para lograr que el transistor entre en saturación, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se esté operando, entre encendido y apagado (funcionamiento de interruptor).

RESULTADOS OBTENIDOS TRANSISTOR: 



Se logro obtener el estado de corte del transistor mandando un voltaje menor a 0.7v en donde pudimos observar que este a su vez no trabajaba y funcionaba como un switch en off. Al nosotros poder superar el voltaje de 0.7v en el transitor obtuvimos como resultado en el transistor un switch en modo on el cual empezaba el transistor a trabajar.

RESULTADOS ESPERADOS TRIAC: 

Se espera que al cambiar el tiempo de carga y descarga del condensador, varié también el ángulo de disparo de la señal.

 

Control de la intensidad de la luminosidad de la bombilla al incremento o decremento de la potencia subministrada. Controlar el tiempo de suministro de energía en la carga en luego de los cruce por cero primero en Ac y DC

RESULTADOS OBTENIDOS TRIAC:   

Control el tiempo en el incremento y decremento de la potencia aplicada a una bombilla. Control del ángulo de disparo por medio de un potenciómetro. Control de la energía aplicada a una carga por medio de un relé que es accionado al corte de energía.

CONCLUSIONES TRIAC:  

El TRIAC es un dispositivo de potencia que se lo utiliza para controlar el ángulo de disparo que ingresa a una carga. El TRIAC controla el suministro de energía aplicada a una carga para su incremento o decremento de la potencia de dicha carga.

CONCLUSIONES TRANSISTOR: 





Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de los circuitos electrónicos. Se puede comentar que con el invento de estos dispositivos han dado un giro enorme a nuestras vidas, Y a que en casi todos los aparatos electrónicos se encuentran presentes. Se conocieron los distintos tipos de transistores, así como su aspecto físico, su estructura básica y las simbologías utilizadas, pudiendo concluir que todos son distintos y que por necesidades del hombre se fueron ideando nuevas formas o nuevos tipos de transistores. Además de todos esto, ahora si podremos comprobar o hacer la prueba de los transistores para conocer si se encuentra en buenas condiciones para su uso. Con el desarrollo de este trabajo además de consolidar el trabajo en equipo, y consolidar nuestras capacidades investigativas nos aportó importantes conocimientos en algunos casos en forma de cultura general, y otras ocasiones conocimientos específicos acerca de los diodos y cada uno de los tipos más conocidos.

RECOMENDACIONES TRIAC:   

Conectar correctamente los pines del triac para obtener un buen funcionamiento. Trabajar con baja energía por seguridad. Comprobar que las puntas del osciloscopio funcionen de manera adecuada para evitar fallos al momento de observar resultados.

RECOMENDACIONES TRANSISTOR



No ensayar nunca los diodos con instrumentos similares de tensión elevada, pues podrían inutilizarlos. Si se les quiere comprobar, se debe hacer con un óhmetro de pilas y tensión máxima de 4,5 V, y preferiblemente del modo indicado en la figura con el que se podrán determinar las características directas e inversas.  Hay que tomar en cuenta las pérdidas de potencia en los elementos de electrónica de potencia, para analizar el consumo de potencia de la aplicación, en caso de que estas pérdidas sean considerables comparadas con las de la aplicación.  Para tomar en cuenta de la mejor forma posible hay que ver en qué estado estará nuestro circuito la mayor parte del tiempo (en el caso que nuestro conmutador cambien mucho de estado), con la finalidad de calcular las pérdidas de la mejor manera.

BIBLIOGRAFÍA  

[1] Muhammad H. Rashid (2004) ELECTRÓNICA DE POTENCIA. Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones (3° Ed) Pretince Hall. Person [2] Timothy J.Moloney(2006) ELECTRÓNICA INDUSTRIAL MODERNA. (5° Ed) Pretince Hall. Person México.

ANEXOS