INTRODUCCION

Esta práctica se basó en el funcionamiento de un SCR teniendo en cuenta su corriente y voltaje de activación así como es necesario definir el SCR como parte fundamental de esta práctica, un SCR es un tiristor de que permite el flujo de corriente en una sola dirección y permite controlar la corriente alterna altas para dispositivo alternos, como el motor de una licuadora hasta un simple foco.

“Los tiristores son interruptores electrónicos utilizados en circuitos electrónicos de potencia donde es necesario controlar la activación del interruptor. Los tiristores constituyen una familia de dispositivos de tres terminales, entre los que se encuentra: el rectificador controlado de silicio (SCR), el TRIAC, el tiristor de bloqueo por compuerta (GTO) y el tiristor MCT o tiristor controlado por MOS (metal-oxido-semiconductor)”

Esta breve reseña sobre los tiristores es básica para saber cómo funcionan, y las aplicaciones. Como hemos visto en el aula de clases sobre la teoría de estos dispositivos, su estructura, su funcionamiento y su aplicación de cada uno de ellos.

En el siguiente reporte se hace la parte práctica de los tiristores, donde usando un SCR y un TRIAC, controlaremos un dispositivo de corriente alterna, en este caso usaremos en los dos casos un foco convencional.

El SCR en un interruptor unidireccional, de acuerdo al libro citado anteriormente para que el SCR entre en conducción, hay que aplicar una corriente de puerta cuando la tensión ánodo-cátodo sea positiva. Entonces este conducirá en un solo sentido.

Símbolo del SCR (figura 1.2)

A: ánodo C: Cátodo G: compuerta

Figura 1.2

El TRIAC es un semiconductor de 3 terminales que controla el flujo de corriente promedio a una carga por medio de una compuerta. Tiene el mismo principio de activación que el SCR solo que de acuerdo a libro citado antes, estos se usan en los atenuadores de luz modificando los semi-ciclos positivos y negativos. Y así creando el efecto de apagado o encendido tenuemente.

Símbolo del TRIAC figura 1.3

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A

C

G

Figura 1.3

MT2: Main Terminal 2 ; MT1: Main Terminal 1 ; G: compuerta

En esta práctica activaremos el TRIAC y el SCR de acuerdo a la información en la hoja de datos, donde necesitamos ver el disparo de compuerta para activar el dispositivo, el cual podemos encontrar como:

Igt: corriente de disparo en la compuerta

Vgt: Voltaje de disparo en la compuerta

Por medio de un arreglo de resistencias o de diversas arreglos que controlen el voltaje y corriente que le llegara a la compuerta del tiristor.

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Materiales:

Un SCR 2N6397 Protoboard Resistencia de 100 ohms Resistencia de 48 ohm Foco Clavija Soque Cable para conexiones eléctricas Cable UTP Caimanes Fuente de alimentación a 5 volts Multímetro

DESARROLLO

A continuación se anexaran imágenes en la que se sacó información y no ayudamos para comprender el funcionamiento del SCR.Como primer paso se consultó del datasheet del SCR 2N6397

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Para este caso del SCR se trabajó con su corriente y voltaje de activación máximos

Igt= 30 mA

Vgt= 1.5 v

Entonces para poder obtener la corriente necesaria del SCR se usó un divisor de voltaje utilizando las siguientes expresiones matemáticas:

Para calcular la resistencia R1 se uso la ley de ohm

R1=Vcc−VgtIgt

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R1=5V−1.5v30mA

R1=116.66 ohms

Donde utilizamos una resistencia comercial de 100 ohms a ¼ w

Para calcular la resistencia R2 utilizamos la siguiente expresión:

R2= R1VccVgt

−1

R2= 1165 v1.5 v

−1

R2=49.714285ohms

La resistencia anterior la sustituimos por un a resistencia de valor comercial la cual fue es de 47 ohm a ¼ w.

Entonces ya conociendo la corriente y voltaje de activación del SCR y conociendo los valores de las resistencias para el divisor de voltaje se procedió a simular el circuito para la activación del SCR con el software multisim.

Imágenes de la simulación del SCR 2N6397

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Aquí observamos que con el divisor de voltaje y la resistencias necesarias fue posible activar el SCR

Con el multímetro del Multisim nos aseguramos que la corriente y voltaje de activación fueran los necesarios para el SCR.

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Aquí observamos el voltaje que le llega a la compuerta del SCR

Aquí observamos la que le llega a la compuerta del SCR

Comparando los valores de corriente y voltaje de activación en el datasheet del SCR 2N6397 observamos que el voltaje necesario no se logró alcanzar pero la corriente de activación se sobre paso 20mA por lo que se concluyó en esta parte que como se alcanzó una corriente necesaria se logró activar el SCR.

CONSTRUCCION DEL CIRCUTIO EN PROTOBOARD7

A continuación se anexa una imagen que muestra la conexión del SCR en protoboard con los materiales anteriormente mencionados.

RESULTADOS

Explicación de resultado durante la entrega de la práctica se midió el voltaje de corriente alterna sin haber conectado el circuito y se obtuvo un voltaje de: 130 V

Al conectar el circuito del SCR se volvió a medir el voltaje de entrada y se obtuvo un voltaje de 118 v en voltaje alterno.

De igual manera se mido el voltaje y la corriente que le llega al foco obteniendo las siguientes lecturas:

Iac= 134mA De acuerdo a los cálculos nuestra corriente de entrada en la compuerta debe de

ser de 30 mA y voltaje de entrada a la compuerta debe ser 1.5.

Midiendo la corriente y voltaje de entrada en el circuito con la ayuda de un multímetro se obtuvo las siguientes lecturas:

Igt= 49mAVgt= 0.79 v

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CONCLUSIÓN

La elaboración de este circuito nos ayudó para comprender el funcionamiento del SCR así como también nos ayudó a comprender que durante la elaboración del circuito puede surgir diferentes complicaciones y es necesario tomar las medidas necesarias para que el circuito funcione correctamente, así como también es necesario hacer distintos cálculos para la obtención un voltaje y corriente de activación para un correcto funcionamiento.

Por otra parte se concluyo que se obtiene valores aproximados en la simulación así como también en la medición del circuito esto se concluyó comparando los valores tomados de la hoja de datos.

PRACTICA TRIAC

Ahora realizaremos el control mediante el TRIAC, entonces seleccionamos un TRIAC, existen diversos modelos con diferentes características pero en este caso se usara el

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MAC12. Este TRIAC en particular puede controlar hasta 12 A y de 400V a 800V. Se revisa el Igt y el Vgt en la hoja de datos del dispositivo figura 2.1

Figura 2.1

Como vemos en la figura 1.2, el Igt mínimo es de 5mA y el máximo 35mA y el Vgt ronda los 0.5V como mínimo y el máximo de 1.5V.

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Se usara un divisor de voltaje para controlar la corriente y voltaje que le llegara a la compuerta del dispositivo. Y usaremos el siguiente diagrama:

Los cálculos pertinentes para el divisor son los siguientes:

Para la resistencia 1 del divisor del voltaje se usa la siguiente formula:

R1=Vcc−VgtIgt

Sustituyendo los valores de Vcc= 5Vcc ; Vgt= Voltaje de disparo de compuerta ; Igt= Corriente de disparo de compuerta.

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Calculamos la potencia que disipara la resistencia por medio de la fórmula:

P=VI

Donde:

V: Voltaje; I: Corriente

Sustituyendo los valores en la formula

P= (5Vcc ) (35mA )

P=0.175w≈ 14watts

Entonces usaremos una resistencia de 100 ohms a ¼ de watts

Ahora calcularemos la R2 del divisor de voltaje con la siguiente formula:

R2= R1VccVgt

−1

Sustituimos los valores en la formula R1= 100 ohms ; Vcc= 5Vcc ; Vgt= 1.5V.

R2= 100Ω5 v1.5 v

−1

R2=42.85Ω

Usamos la resistencia comercial de 47 Ω a ¼ watts

Ahora con los datos de los cálculos sabemos que la R1 es de 100 ohms y el R2 de 47 ohms, todo teniendo en cuenta una fuente de alimentación de 5Vcc.

Simulación del circuito

Antes de realizar el circuito en la protoboard, haremos la simulación en el programa de MULTISIM (figura 1.2), usando los datos obtenidos en los cálculos.

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Se mide el voltaje que recibe la compuerta del TRIAC MAC-12 debido al arreglo de resistencia

Se mide la corriente que recibe la compuerta.

Como vemos de acuerdo a los cálculos, en el programa todo funciona correctamente. Debido a dificultades en el programa no se confirma la atenuación con el TRIAC pero en la práctica se realizara lo necesario para atenuar el foco.

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ARMADO DEL CIRCUITO EN PROTOBOARD

Materiales:

Resistencia de 47 ohms, ¼ watts Resistencia de 100 ohms, ¼ watts Protoboard Alambre para protoboard Preset de 100 ohms Fuente de alimentación de 5vcc. TRIAC MAC12 Multímetro

Se arma en el protoboard siguiendo el diagrama del multisim y queda como se puede observar en la siguiente imagen:

Conectando la fuente de alimentación, y la entrada del foco NOTA: MT2 del TRIAC debe de ir conectado a la tierra. Para que el TRIAC entre en conducción sin ningún problema.

El circuito funciona correctamente y el TRIAC entra en conmutación, ahora procederemos a las mediciones

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RESULTADOS

Usando un multímetro revisaremos el Voltaje y corriente que entra a la compuerta, y obtenemos las siguientes lecturas:

Corriente en la compuerta: 76mA

Voltaje en la compuerta: 105Vcc

También se hacen lecturas de corriente y voltaje en el foco, obteniendo las siguientes lecturas:

Corriente en el foco: 184mA

Voltaje en el foco: 105Vca

El voltaje de entrada alterna es de 127V.

CONCLUSION

Se logró controlar el encendido y apagado del foco por medio del TRIAC usando una pequeña corriente en directa.

Y observamos que las mediciones en la simulación, los cálculos, junto con las mediciones en físico son muy parecidas. Teniendo un margen de error pero esto no afecto el funcionamiento del TRIAC.

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BIBLIOGRAFÍA

Apuntes de clase Hoja de Datos- SCR 2N6397 Hoja de Datos- TRIAC MAC12 Electrónica de Potencia

Daniel W. HartPEARSON EDUCACION,S.A. Madrid 2001

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