INSTITUTO TECNOLOGICO MUNICIPAL ANTONIO JOSE CAMACHO GUIAS DE LABORATORIO DE ELECTRONICA INDUSTRIAL II TEMA 7: PUENTE RECTIFICADOR RECTIFICADOR CONTROLADO Y SEMICONTROLADO
7. OBJETIVO •
• •
7.1
Analizar Analizar el funcionamiento funcionamiento de un circuito de control de potencia con un un puente rectificador semicontrolado y controlado, utilizando como elemento elemento de disparo dos dos transistores transistores que actúan actúan como un diodo de disparo. Explicar las características de un puente rectificador controlado y semicontrolado de media y onda completa. Conoce Conocerr de manera manera práctica práctica la aplicac aplicación ión de un temporiz temporizado ado conformado por una red RC, para goernar el pulso de disparo del puente rectificador controlado y semicontrolado.
RECURSOS • • •
!sciloscopio "uente de energía #$%AC&'ransformador(. )ultimetro &análogo y *igital(.
7.2 MATERIALES • • • • • • • • • • • • • • •
+ -CR + *iodo #/00/ $ 1uente rectificador $ 'ransistor $+203 $ 'ransistor $+20/ # Resistencia #4 o5mio # Resistencia #00 o5mio $ Resistencia #40 o5mio $ Resistencia de /60 o5mio / Resistencia de #7 $ Resistencia de 483 $ Resistencia de #47 $ 1otenciometro de #) $ Condensadores 0.0#u". $ Condensador de #u"
•
$ 9amparas de #
%$#.
7.3 HERRAMIENTAS • • • •
# 1roto : oard # 1inzas planas # Corta frío o pela cale # Conectores &caimanes(
6./ ;"!R)AC;!
"igura #. Circuito de disparo a ase de dos transistores En la figura #, aparece un circuito de disparo con dos transistores, cuyas características son similares a la de un diodo de disparo. 9as figuras #0 y ## muestran un circuito con un -CR que emplea la red de disparo regenerati=o con dos transistores y una carga de una lampara incandencente. -e mantiene las cur=as de in=ersión de fase para proporcionar ángulos de conducción inferiores a 20> a tra=?s de la red R.C, compuestas por las resistencias R #, R$ y el condensador C #. 9a resistencia R +, proporciona la corriente de encendido a la ase del transistor @#, cuando la tensión existente a tra=?s del condensador C #, se 5ace suficiente grande durante el semiciclo positi=o. 9a carga del condensador C #, depende la posición del potenciometro R # si el
'iene una resistencia mínima el condensador se carga rápidamente. 'iene una resistencia máxima se demora más tiempo para cargarse el condensador
$. 9a corriente de ase del transistor @ #, lo pone a conducir, en el cual suministra una corriente de ase al transistor @ $, cuando este conduce le proporciona más corriente a la ase del transistor @ #. 9a acción regenerati=a lle=a rápidamente a saturación los dos transistores @ # y @$. El condensador se descarga a tra=?s de los transistores saturados en la compuerta del -CR, que lo dispara. Cuando el -CR se dispara, el resto del semciclo de AC, se aplica a la carga. 9a tensión umral para el disparo del circuito es aproximadamente de B =oltios y el ángulo de conducción máximo es de #60>
6./.# E'A1A- *E 1E'E RE';";CA*!R -E);C!'R!9A*! D C!'R!9A*!
"E'E *E C!RR;E'E E CC
1E'E REC';";CA*!R CE
'E)1!R;A*!R RC "!R)A*! 1!R R# R$ D C#
C;RC;'! *E *;-1AR! "!R)A*! 1!R $ D +
E9E)E'! *E 1R!'ECC;! C!F'! *6 *4 D R3
"igura $. Etapas de un puente rectificador semicontrolado y controlado.
+.
6./.$ "!R)A *E !*A- *E9 1E'E REC';";CA*!R -E);C!'R!9A*! D C!'R!9A*!
"igura +. "ormas de ondas del puente semicontrolado y controlado. 6./.+ 1E'E REC';";CA*!R -E);C!'R!9A*!
"igura /. Esquema de un puente rectificador semicontrolado.
/. 9a figura /, la corriente que circula por la carga resisti=a, conectada a un puente rectificador semicontrolado, depende del tiempo que conduce el -CR, durante cada semiciclo. El condensador C#, se encarga de colocar el ni=el de tensión de disparo a tra=?s del sGic5e regenerati=o conformado por los transistores @$ y @+, durante cada semiciclo. Esta tensión de disparo del -CR, colocándolo en conducción permitiendo que fluya la corriente por la carga 5asta el final de cada semiciclo de la seHal de entrada AC, manteniendo la carga en funcionamiento. )ediante las =ariaciones afectadas del potenciometro &1#(, de un #) Ω se logra camiar la carga y descarga del condensador a una constante de tiempo. 6././ 1E'E C!)19E'A)E'E C!'R!9A*
"igura 4. 1uente rectificador completamente controlado. En la figura 4, la corriente circula por la carga conectada al puente rectificador complementa controlado y depende del tiempo que el -CR conduce en cada semciclo. 1ara nuestra figura 4, el condensador C+ cumple la misma función desenpeHada por el condensador C#. 9a diferencia radica en que el -CR, funciona en forma idereccional permitiendo el control de los dos semiciclos en la onda. Además se dispone del diodo *6, y la resistencia R3 de #7 Ω, tiene la función de pre=enir disparos inadecuados.
4. 6./.4 *E-ARR!99! *E 9A AC';%;*A* -;E'E #. 1RE;"!R)E #. Analizar el funcionamiento de los circuitos / y 4. $. Calcular los parámetros de los circuitos para los ángulos de disparo y conducción a 40>, 20> y #40> +. 9os circuitos deen de traerlos armados en cada sección del laoratorio que les sir=e como preinforme y tiene un =alor del /0I. *E-ARR!99! *E 9A AC';%;*A* ;. #. a( ( c( d( e(
f(
g(
5(
;;. $. a( ( c(
El puente rectificador semicontrolado. Armar el circuito de la figura /. Alimentar el circuito con el transformador 403 a un =oltaJe de #$ % R)- o AC. )ida y diuJe la forma de onda entre los puntos A : '14. )ida la R' K R%# L R $ para los siguientes ángulos de disparo a 40> &R %# L R$( mínK MMMMMMM20> &R =# L R$( K MMMMM#40>&R %# L R$(máx KMMMMM. )ida el tiempo de carga del condensador C#, para los ángulos de disparo de a 40> t K MMMMMMM m- 20> t K MMMMMMM m- #40> t K MMMMMMMM m-. )ida y diuJe el =oltaJe en la carga resisti=a entre los terminales '1# : '1$ a los siguientes ángulos de conducción a 40> % R9 K MMMMM 20> % R9K MMMMM #40>%R9 K MMMMMMM )ida y diuJe el =oltaJe entre ánodo : cátodo entre los terminales '1+ : '1/ para los siguientes ángulos de disparo a 40> % A7 K MMMMMMMM 20> % A7 KMMMMMMMM #40> % A7 K MMMMMMMMM. )ida y diuJe el =oltaJe de gate : cátodo entre los terminales '14 : '13 para los siguientes ángulos 40> % N7 KMMMMMMM 20> % N7 K MMMMMMM #40>%N7 K MMMMMM )ida y diuJe el =oltaJe de la carga del condensador a los siguientes ángulos a 40> %C# K MMMMMMMM 20>% C# K MMMMMMMMM #40> % C# K MMMMMMMMMMMM 1uente rectificador completamente controlado
Armar el circuito de la figura 4. Alimentar el circuito con el transformador 403 a un =oltaJe de #$ % R)- o AC. )ida y diuJe la forma de onda entre los puntos A : '1B. )ida la R' K R%# L R / para los siguientes ángulos de disparo a 40> &R %# L R/( mínK MMMMMMM20> &R =# L R/( K MMMMM#40>&R %# L R/(máx KMMMMM. d( )ida el tiempo de carga del condensador C+, para los ángulos de disparo de a 40> t K MMMMMMM m- 20> t K MMMMMMM m- #40> t K MMMMMMMM m-. e( )ida y diuJe el =oltaJe en la carga resisti=a entre los terminales '1# : '1$ a los siguientes ángulos de conducción a 40> % R9 K MMMMM 20> % R9K MMMMM #40>%R9 K MMMMMMM. 3.
f( )ida y diuJe el =oltaJe entre ánodo : cátodo entre los terminales '1$ : '1+ para los siguientes ángulos de disparo a 40> % A7 K MMMMMMMM 20> % A7 KMMMMMMMM #40> % A7 K MMMMMMMMM. g( )ida y diuJe el =oltaJe de gate : cátodo entre los terminales < : '1B para los siguientes ángulos 40> % N7 KMMMMMMM 20> % N7 K MMMMMMM #40>% N7 K MMMMMM 5( )ida y diuJe el =oltaJe de la carga del condensador C+, en los terminales '16 : '1B a los siguientes ángulos a 40> % C# K MMMMMMMM 20>% C# K MMMMMMMMM #40> %C# K MMMMMMMMMMMM i( )ida el =oltaJe y diuJe la forma de onda en los siguiente terminales '1/ : '1B % K MMMMMMM, '14 : '1B % K MMMMMMM, '13 : '1B % K MMMMMMMM $. ;"!R)E #. $. +. /.
Cálculos y mediciones realizadas en los circuitos / y 4.&$4I( Oace una síntesis del funcionamiento de los circuitos.&$4I( Resol=er las preguntas de la e=aluación.&$4I( -acar conclusiones generales.&$4I(
E%A9AC;!
#. *e qu? elementos depende el ángulo de conducción y tiempo de disparo de los circuitos / y 4. $. P@u? función desempeHa los transistores @$@+ y @+@/ de la figura / y 4Q. +. P@u? se necesita para suprimir las interferencias de radiofrecuencias dentro del circuito / y 4Q. /. Explicar qu? le sucede si al circuito de la figura /, se le camia el -CR por un 'R;AC. 4. P @u? función cumple R%# y C# y C+ en los circuitos / y 4Q. 3. Enumere tres m?todos para sacar de conducción al -CR. 6. *iga algunas de las aplicaciones de los circuitos de figura / y 4. B. P@u? función cumple el diodo zener en la figura 4Q. 2. P@u? función cumple los diodos *# y *$ de la figura 4Q. #0. P@u? función cumple el diodo *6 y la resistencia R3 del circuito de la figura 4Q. ##. P Estalecer la diferencia entre los circuitos de la figura / y 4Q. #$. P @u? le sucede si al circuito de la figura 4 le retiramos un -CRQ. Explicar
6.
