INFORME DE LABORATORIO #2 1. Información General: 1.1. 1.2.
1.3. 1.4. 1.5.
Docente: Ing. Daniel Álvarez Alumno:
Herrera Alison Espinosa Erick Moya Gabriela Paredes David Nivel: Quinto Paralelo: ”A” Fecha de realización de la práctica:
20 de Noviembre del 2018
2. Tema:
Rectificador controlado de silicio. 3. Objetivos:
3.1. Objetivo General Demostrar el funcionamiento de un SCR 3.2
Objetivos Específicos
Determinar los parámetros importantes del SCR Comprobar las técnicas y los circuitos de medición requeridos para la verificación del SCR Verificación de las especificaciones del SCR
4. Materiales y Equipos
1.TIC106D 2. Fuentes de tensión variable. 3. Multímetro (2 Unidades). 4. Resistencias de 560 ohm, 510 ohm, 510 ohm, 100 ohm, 220 ohm 5. Potenciómetro de 10Kohm
5. Marco Teórico 5.1 SCR
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.
Figura1. Figura1
Figura2.
El SCR se asemeja a un diodo rectificador, pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo, de allí el nombre rectificador controlado. Funcionamiento básico del SCR El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento. Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1. Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.
Figura 3
Operación controlada del rectificador controlado de silicio Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido con material de silicio con una tercera terminal para efecto de control. Se escogió el silicio debido a sus capacidades de alta temperatura y potencia. La operación básica del SCR es diferente de la del diodo semiconductor de dos capas fundamental, en que una tercera terminal, llamada compuerta, determina cuándo el rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente sólo la polarización directa del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de conducción la resistencia dinámica el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1Ω La resistencia inversa es típicamente de 100k Ω o más. Un SCR actúa a semejanza de un interruptor. Cuando está encendido (ON), hay una trayectoria de flujo de corriente de baja resistencia del ánodo al cátodo. Actúa entonces como un interruptor cerrado. Cuando está apagado (OFF), no puede haber flujo de corriente del ánodo al cátodo. Por tanto, actúa como un interruptor abierto. Dado que es un dispositivo de estado só1ido, la acción de conmutación de un SCR es muy rápida.
6.
Desarrollo de la Práctica 6.1.
Medición de la tensión y corriente de encendido 6.1.1. Diseño
Figura 4. Circuito para implementar
6.1.2
Simulación
6.1.3
Implementación Medición de la corriente IG y la corriente IH.
1.1. Conectar el circuito de medición descrito en la siguiente Fig para corriente IG. 1.2. Ajustar P1 a su valor máximo, verificar que el SCR no se encuentre en conducción 1.3. Disminuir el valor de P1 lentamente y observar la corriente y tensión de la compuerta. Anotar la tensión y corriente de encendido en el momento del paso a conducción. Medición de la corriente IH
2.1. Conectar el circuito de medida de acuerdo con la Fig para IH. 2.2. Fijar fuente a la tensión de 12 V. 2.3. Ajustar P1 a su valor mínimo, verificar que el SCR se encuentre en conducción 2.4. Disminuir el valor de P1 lentamente y observar la corriente IH y tensión VAK cuando el SCR deja de conducir. Anotar la tensión y corriente al momento que el SCR deja de conducir.
6.1.2. Cálculos
, 12 − ( 1 + 2) − 0.7 0 11.3 200
( 1 + 2)
0
56.5Ω ( 1 + 2) 1 28.2Ω R2 12 − ( 1 + 2) − (1) − 0.7 0 11.3 − (1 + 2) 60
131.833Ω 1
= (5 8) 100Ω = (1 − 1.6 ) 12 − ( ) − ( ) − 0 11.3 − 100Ω(8) − 1.6 8
1.1125Ω 12 − 1 − 2 − 0.7 0 11.3 60
1 + 2
1 94166 2
6.1.3. Resultado
Resultados obtenidos mediante el multímetro. VDD [V]
VGG [V]
VG [V]
IG [mA]
0.32 0.26
0.3 0.2
7.56 7.3
0.17 0.89
12 12
11.87 11.86
11.56 11.35
0.65 1.43
Tabla 1.- Características de tensión de corriente de en cendido
VDD [V]
VGG [V]
VG [V]
IG [mA]
11.64 11.65
11.7 12
8.5 8.6
1 1
11.40 11.43
11.5 12
11.7 12
3.2 1
Tabla 2.- Características de tensión de corriente de en cendido
7. Conclusiones: •
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En esta práctica se logró aplicar los conocimientos adquiridos en el transcurso de este semestre en la materia de electrónica de potencia, específicamente en el análisis del dispositivo SCR además fue una práctica en el que utilizamos todas nuestras experiencias anteriores con circuitos electrónicos para conseguir la activación de un SCR en diferentes condiciones. Conocer cómo funciona un SCR con sus diferentes características de encendido. Además, se logró comprender la curva característica de activación y todas sus variables especificadas en el datasheet. Verificar que el encendido del SCR varia a diferentes valores de voltajes para esto se utilizó un potenciómetro conectado al circuito.
8. Recomendaciones:
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Se recomienda tener el debido cuidado al manipular los instrumentos electrónicos debido a que estos pueden sufrir averías y es necesario leer la hoja de datos de cada uno de estos. Es necesario tener un previo conocimiento sobre su funcionalidad y la utilización de cualquier aparato electrónico. Se recomienda realizar los cálculos respectivos para conocer la potencia que debe soportar cada uno de los elementos que componen el circuito para realizar la compra y evitar inconvenientes. Es recomendable trabajar juntamente con una persona que tenga experiencia en la utilización de instrumentos altamente delicados como lo son las fuentes de voltaje y los multímetros.
9. Bibliografía:
Ladelec. (s.f.). Ladelec. Recuperado el 29 de Octubre de 2017, de Ladelec: http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/353-diodos-rectificadores Unicrom, E. (2016). Electronica Unicrom. Recuperado el 23 de Oct de 2017, de Electronica Unicrom: https://unicrom.com/triac-scr-control-de-potencia-en-ac/ WikiLibros. (12 de Dic de 2016). WikiLibros. Recuperado el 23 de Oct de 2017, de WikiLibros: https://es.wikibooks.org/wiki/Electr%C3%B3nica_de_Potencia/IGBT/Par%C3%A1met ros_caracter%C3%ADsticos_de_funcionamiento 10. Anexos Fotografías de la práctica
