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• Erick Mauricio Salguero Cespedez

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

Electrónica de Potencia INFORME Nº3 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Estudiantes:

Castellón Corrales Jairo Klever Pardo Arancibia Dolanyer Ever Alvarado Cabello Erlan Pastor Leon Hernan Javier

Fecha:

21/04/2014

Docente:

Ing. Jaldin Florero Hernan

GESTION I/2014 COCHABAMBA -BOLIVIA

INFORME Nº3 RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA DE MEDIA ONDA I.

II.

Objetivos  Verificar la curva de tensión y corriente en la carga.  Verificar los valores medios y eficaces. Fundamento Teórico

Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se usan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y limitaciones. Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, tiene polarización directa o positiva. Cuando el cátodo es positivo tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeña corriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado inactivo ID. Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J 2 no existe una capa de agotamiento de vida a movimientos libres de portadores. La corriente de mantenimiento IH es la corriente del ánodo mínima para mantener el tiristor en estado de régimen permanente. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al del ánodo el tiristor estará en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente de fuga inversa IR, fluirá a través del dispositivo.

Curva característica del tiristor

Modelo de tiristor de dos transistores: La acción regenerativa o de enganche debida a la realimentación directa se puede demostrar mediante un modelo de tiristor de dos transistores. Un tiristor se puede considerar como dos transistores complementarios, un transistor pnp Q1, y otro npn Q2

Bajo condiciones transitorias, las capacitancias de las uniones pn, influirán en las características del tiristor. Si el tiristor está en un estado de bloqueo, un voltaje de crecimiento rápido aplicado a través del dispositivo causaría un flujo de alto de corriente a través de los capacitores de la unión.

Activación del tiristor Un tiristor se activa incrementando la corriente del ánodo. Esto se puede llevar a cabo mediante una de las siguientes formas: 





 

Térmica: Si la temperatura del tiristor es alta, habrá un aumento en el número de pares electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. Debido a la acción regenerativa puede tender a la unidad y el tiristor pudiera activarse. Este tipo de activación puede causar fuga térmica que por lo general se evita. Luz: Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentaran los pares electrón-hueco pudiéndose activar el tiristor. La activación de tiristores por luz se logra al permitir que ésta llegue a los discos de silicio. Alto voltaje: Si el voltaje directo ánodo a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directo, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar. dv/dt: Si la velocidad de elevación de voltaje ánodo-cátodo es alto, la corriente de carga de las uniones capacitivas puede ser suficiente para activar el tiristor. Corriente de compuerta: Si un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente de compuerta al aplicare un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del cátodo activará el tiristor.

Desactivación del tiristor Un tiristor que está en estado activo se puede desactivar reduciendo la corriente directa a un nivel por debajo de la corriente de mantenimiento. Existen varias técnicas para desactivar un tiristor, y en todas las técnicas de conmutación, la corriente de ánodo se mantiene por debajo de la corriente de mantenimiento por un tiempo lo suficientemente largo, de tal manera que todos los portadores en exceso en las cuatro capas sean barridos o recombinados. Tipos de tiristores Los tiristores se fabrican casi exclusivamente por difusión. La corriente del ánodo requiere de un tiempo finito para propagarse por toda el área de la unión, desde el punto cercano a la compuerta cuando inicia la señal de la compuerta para activar el tiristor. Para controlar el di/dt, el tiempo de activación y el tiempo de desactivación, los fabricantes utilizan varias estructuras de compuerta. Dependiendo de la construcción física y del comportamiento de activación y de desactivación, en general los tiristores pueden clasificarse en nueve categorías:         

Tiristor de control de fase (SCR) Tiristor de conmutación rápida (SCR) Tiristores de desactivación por compuerta (GTO) Tiristor de tríodo bidireccional (TRIAC) Tiristor de conducción inversa (RCT) Tiristor de inducción estática (SITH) Rectificadores controlados por silicio activados por luz (LASCR) Tiristor controlado por FET (FET-CTH) Tiristor controlado por MOS (MCT)

III. Ecuaciones

El circuito a nalizar será:

√ 2VSen ( wt ) =Ri

√ 2 VSenwt =i R

Para Vo: π

1 2V V o= ∫ √ 2VSenwtdwt = √ [1+Cosα ] π α π V o= √

2V [1+Cosα ] π

Para VR:

[

]

π

1

2 2 1 V 2 2 wt Sen 2 wt V R = ∫ ( √2 VSenwt) dwt = − π 0 π 2 4

{ [

V 2 2 π Sen 2 π α Sen 2 α V R= − − + π 2 4 2 4

V R =V

[

1 Sen 2 α (π−α + ) π 2

]

1 2

[

1 2

]} { [

]

2 V 2 π α Sen2 α = − + π 2 2 4

1 2

]}

Para VRi:

V Ri= √ V R2−V 02 Para Kv:

k v=

V Ri Vo

Para Io:

I o=

V √2 [1+cos α ] Rπ

Para IR:

I R=

[(

V 1 Sen 2 α π−α + R π 2

Para IRi:

I Ri =√ i R2−i 20 Para kI:

k i=

I Ri Io

)]

1 2

III. IV.

Cálculos Tabla de datos calculados

Trabajando con un V= 48[V], R=100[Ω], α =¿ [0, 30, 60, 90] DATOS TEÓRICOS α

Vo [V]

VR [V]

VRi [V]

Kv

Io [A]

IR [A]

IRi

Ki

0

43.22

48

20.891

0.483

432.15

636.61

500.00

0.483

30

40.32

47.303

24.736

0.613

403.20

593.97

492.73

0.613

60

32.41

43.053

28.338

0.874

324.11

477.46

448.46

0.874

90

21.61

33.941

26.174

1.211

216.07

318.31

353.55

1.211

V=48. 7

R=100[ Ω]

∝=[0 , 60,90] DATOS DE LABORATORIO α

Vo [V]

VR [V]

VRi [V]

Kv

Io [A]

IR [A]

IRi

Ki

0

41,40

48,7

20,60

0,48

0,44

0,48

0,19

0,49

60

31,2

43,68

29,30

0,87

0,33

0,43

0,276

0,94

90

21,79

34,43

26,60

1,21

0,22

0,34

0,26

1,30

V. Simulación Tensión en la fuente

Tensión en la carga α=0

Tensión en la carga α=30 Tensión en la carga α=60

Tensión en la carga α=90

Tensión en la carga α=90

VI.

Conclusiones  Se realizó satisfactoriamente la práctica observando el funcionamiento de un rectificador de onda completa con un tiristor.  Se observó los cambios que efectúa la variación de α, en la onda rectificada, y el control que nos brinda el tiristor.  Se pudo observar en la práctica que el tiristor conduce cuando la corriente de Gate es distinta de cero .  La pequeña variación entre los datos teóricos y prácticos se puede asignar a la existencia de armónicos en la fuente de alimentación que se debe al aumento o disminución de carga en otros puntos de la red eléctrica.