Circuitos de Disparo

Objetivos:

Conocer las características de los elementos de resistencia negativa, elementos empleados en la generación de señales de control (osciladores de relajación).

Conocer el funcionamiento de la técnica “Modulación de ancho de pulso o PWM” y hacer uso de ésta para generar señales de control de elementos semiconductores de potencia.

Diseñar los siguientes circuitos de control:

Diseñar un generador de PWM de 1 KHz, que se obtenga de la comparación de una señal triangular que varíe entre 5V y 10V y una señal de continua entre 5V y 10V. La señal triangular se puede obtener mediante un oscilador en base a amplificadores operacionales como se indica en la figura “Generador de onda triangular”. Como se trabaja con una sola fuente la referencia del circuito, que en ese diagrama aparece con el símbolo de tierra debe conectarse

a V cc2

, que puede obtenerse de un divisor de tensión con un condensador de filtro. La

alimentación del circuito es una sola fuente de 15V.

V o=R3R1V cc

5=R3R1

(15 )

R3R1

=13

Entonces si asumimos R1=10KΩ

Tenemos que R3=10KΩ3

=3,3KΩ

Si:

f=R1

4 R2R3C

1KHz= 10KΩ4 R2 (3,3KΩ )C

R2C=7,58∗10−4

Si asumimos que C=33nF

Tenemos que R2=22969,7=22KΩ

Para el divisor de voltaje podemos usar un divisor de voltaje usando dos resistencias de 1 KΩ.

Consultar y diseñar un circuito generador de PWM de 1 KHz y relación de trabajo variable entre 0,1 a 0,9 usando el circuito integrado LM555. La alimentación del circuito es una sola fuente de 15V.

Para tener el tren de pulsos se usa el circuito integrado como Aestable en donde:

f= 1T

= 1 ,44

(RA+2RB )∗C

Pero si tenemos que

δ= aT

T=1f= 11KHz

=1ms

0,1≤δ ≤0,9

0,1∗(1KHz )≤δ∗T ≤0,9∗(1KHz )

0,1ms≤a≤0,9ms

Comprobamos que a es un intervalo de tiempo que pertenece al de la onda, con lo cuál si:

f=1KHz

RA=RB=10KΩ

C= 1,44

(RA+2 RB )∗f

C= 1,44

(10KΩ+2 (10KΩ ) )∗1KHz=48nF=47nF

Analizar el funcionamiento de los circuitos propuestos en la hoja guía.

Oscilador de relajación con UJT – Rampa exponencial.

Este circuito funciona cuando al cargarse el capacitor de manera lenta llega a tener el voltaje V P se activa el elemento de resistencia negativa (UJT) permitiendo que haya corriente en RBB ya que en la base del UJT se comporta como un cortocircuito; cuando el voltaje del capacitor obtiene un valor de V V y se comporta como un circuito abierto en base.

Amplificador Inversor

Es un amplificador de ganancia constante más usado, el cuál al utilizar la parte negativa del circuito significa que se produce una inversión de la señal como si fuese un emisor común.

Amplificador no Inversor

Se ingresa la señal por la parte positiva del operacional logrando que no se produzca una inversión como si fuera un base común.

Seguidor de Voltaje

El circuito funciona como un emisor seguidor, pero su ganancia se aaproxima de manera más exacta a 1.

Sumador Inversor

Como su nombre lo indica se suma las señales de entrada obteniendo una señal desfasada 180°.

Amplificador Diferencial

Amplifica la diferencia de las señales ya que esta en contrafase.

Integrador Analógico

Utiliza un capacitor para la realimentación.

Diferenciador Analógico

Detector de cruce por cero

Cuando la entrada negativa está a tierra un pequeño voltaje de entrada es suficiente para saturar al operacional por lo que parece tener una transición casi vertical en V ¿=0.

Comparador con Histéresis

Debido al divisor de voltaje se tiene una realimentación positiva de voltaje, para lo cual si el voltaje de salida se satura positivamente, se realimenta un voltaje positivo a la entrada positiva

que mantiene a V o en un estado alto, pero si se satura negativamente se realimenta un voltaje

negativo manteniendo V oen estado bajo.

Generador de onda cuadrada

Generador de onda triangular

El operacional final es un circuito integrador que permite integrar una señal constante para obtener la triangular.

Bibliografía:

BOYLESTAD Robert L: Electrónica: Teoría de Circuitos, Prentice Hall, Sexta edición. http://www.forosdeelectronica.com/f23/pwm-lm555-4307/ Hojas guía de esta Práctica.