Práctica 7: Dispositivos de Disparo
Departamento de Electrónica. Electrónica de Potencia
PRACTICA A.-DISPOSITIVO DE DISPARO (UJT) Oscilador de relajación con UJT (2/2006) Disparo sincronizado con UJT (3/2006)
(Diseño, Simulación y Método Operativo) Nombre1: Nombre2: Asistencia: Fecha
Firma profesor
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Grupo:
7.1
1 Introducción. En el control de grandes potencias, tanto en corriente continua, como en corriente alterna, se suelen utilizar los dispositivos de cuatro capas. El tiristor es un conmutador casi ideal, rectificador. El triac, por su parte, no es sino la variante bidireccional del tiristor y presenta la ventaja de poder ser llevado al estado de conducción aplicando pulsos positivos o negativos a su puerta. Como principales dispositivos de disparo de estos elementos cabe citar el UJT y el diac. En esta práctica se analizarán algunos de los circuitos de aplicación más típicos como el oscilador de relajación.
2 Objetivos de la práctica. • Diseñar y montar un oscilador de relajación con UJT. • Comprender el funcionamiento y formas de onda asociadas del disparo sincronizado con UJT, mediante la simulación y montaje.
3 Descripción Básica. 3.1 Oscilador de relajación con UJT.
Figura 1: Oscilador de relajación
Figura.
7.2
Se pretende familiarizarse con el UJT, para lo cual se montará un oscilador de relajación, como el de la
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Condición de oscilación del UJT. .
Diseño del oscilador de relajación con UJT. El oscilador de relajación debe de tener las siguientes:
Tensión de alimentación
20-25 Vdc.
Frecuencia máxima de oscilación
1 KHz
Frecuencia mínima de oscilación
100 Hz
• Calcular los valores de resistencia máximo y mínimo que aseguran la oscilación del circuito, y las frecuencias de oscilación máxima y mínima para este caso.
V cc - V V V cc - V P ≤ R1 + P1 ≤ IV IP De las hojas de características del UJT 2N2646 obtenemos los siguientes datos:
Ip ; Iv ;Vv; rbb; n ;VD • Dimensionar el valor de P1 R1 y para las frecuencias de oscilación de 100Hz-1kHz.
Figura 2: Resistencias máx. y min para la oscilación
7.3
• Calcular el valor de los impulsos generados en R3.
Figura 3:Tensión de salida en función de R3 C1
Cálculos: Los oscilogramas de la tensión en VC y VB1 para dos frecuencias de oscilación diferentes los podemos ver en las Figuras
Figura 4: VC y VB1 para F=1KHz
4 Lista de materiales. •
Materiales para los montajes con UJT:
Resistencias: R1=12K (1/4W) R2=1K (1/4W) R3=47Ω(1/4W) P1=120K P2=10K
7.4
Figura 5:VB2 VB1, con F=1KHz
Condensadores: C1=100nF poliester (63V) Semiconductores: Q1=2N2646 (UJT) D1=1N4007
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5 Simulación.
• Oscilador de relajación con UJT (P64dcc.ci). 6.3 Se realizará la simulación
para el oscilador de relajación con UJT de la Figura 10. Ajustar la resistencia RP1 para obtener a la salida una señal de 500Hz, utilizando una fuente para un valor comprendido entre 20-25 voltios, visualizarlas y anotar las formas de onda para la tensión en el condensador y a la salida en ambos casos. Determinar la Vp y Vvalle (P64.cir) Realizaremos un análisis transitorio para un tiempo de paso de 10ps y un tiempo final de 20ms, habilitando el casillero de condiciones iníciales.
Figura 6: Oscilador de relajación 6.4 Se realizará la simulación para el oscilador de relajación con UJT y disparo rampa pedestal. Previamente se debe ajustar RP1 para que la frecuencia del oscilador sea de 250Hz, a continuación se debe añadir D1, RP2A y RP2B al diseño del circuito de la Figura 45. Se ajustará RP2A y RP2B para obtener a la salida una señal de 500Hz. (Figura 11) (P64dcc.cir) Realizaremos un análisis transitorio para un tiempo de paso de 10ps, un tiempo final de 5ms y habilitaremos el casillero de usar condiciones iníciales.
Figura 7:Cto con rampa pedestal
Oscilador de relajación con UJT alimentado y sincronizado con señal de red (P65dcc.cir) 6.5 Simular el circuito de la figura 11. Para la frecuencia de oscilación máxima y mínima, obtener en un PLOT la tensión en el condensador y en otro PLOT los pulsos en la base B1 del UJT . Medir con los cursores el periodo de oscilación.
7.5
Realizaremos un análisis transitorio con los parámetros 10us 20ms UIC, además de un análisis paramétrico para la variable global p y una lista de valores de 6K, 100K.
Figura 8 Oscilador de relajación sincronizado con la red
6 Método operativo. Oscilador de relajación con UJT. 7.1 Completar una tabla donde figuren los valores teóricos y prácticos de P1 para la frecuencia de oscilación: 500Hz .( la alimentación del UJT es continua de entre20-25 voltios y se tomará de la fuente de alimentación)
P1 R1 C1 R2 R3 UJT
120k 12k 100nF 1k 47Σ 2N2646
Figura 9: Oscilador de relajación
500Hz (P1+R1)Teórico
7.6
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(P1+R1)Práctico 7.2 se dibujará el oscilograma de las formas de onda simultáneas en V B1 y en VB2 para la frecuencia de oscilación de 500Hz.
Oscilograma 1:CH1 (VB2) CH2 (VB1) con f = 500Hz 7.3 Dibujar los oscilogramas de la tensión en VC y VB1 para la frecuencia de oscilación de 500Hz (la V C se deberá visualizar con componente continua para poder apreciar la tensión de valle del UJT).
Oscilograma 2:Tensión en VC y VB1 para f = 500Hz
7.7
7.4 Montar el circuito de la figura de alimentación del UJT a partir de la señal de red y obtención de las señales de disparo sincronizados con el paso por cero de la señal de red, tomando las principales formas de onda. Observar el funcionamiento del sistema, valores en extremos del condensador y zener simultáneamente, para diferentes valores del potenciómetro P2.
¿Como se produce la sincronización al paso por cero?
A continuación para un valor determinado de potenciómetro represente:
Oscilograma (Vz,Vc) Oscilograma (Vz,V(8))
7.8
