Consulta-1 Elec II[1]

7/25/2019 Consulta-1 Elec II[1]

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICADE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INFORMATICA Y ELECTRONICA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA EN

TELECOMUNICACIONES Y REDES

ELECTRÓNICA IITRABAJO DE INVESTIGACIÓN Nº1

APLICACIONES DEL DIAC

NOMBRE:Ma. Eugenia Serrano (5!"

Heri#$ Pa#a (%55"Mario Pagua& (%5'"

a)ri#io *i+#a#un,o(%5%"SEMESTRE:

O#-u)re /5 0 e)rero /%

OBJETIVO GENERAL• Identificar el funcionamiento de los dispositivos SCR y SCS en cada uno de los

circuitos de sus aplicaciones y su operación en cada uno de ellos.



Ingenieria Electronica, Telecomunicaciones y redes T R A B A 1 O D E I N * E S T I 2 A C I 3 N

OBJETIVO ESPECÍFICOS• Comprender como los dispositivos SCR y SCS funcionan en cada.

• Analizar las características de los circuitos en los que se aplican o se utilizan estos

dispositivos.

• Conocer el funcionamiento general de cada circuito de aplicación y en donde se

utilizan.

Tema: APLICACIONES DE LOS DIAC (CIRCUITOS SCR Y SSR)

APLICACIONES DE LOS SCR

INTERRUPTOR ESTÁTICO EN SERIE DE MEDIA ONDA.

En la figura 1.1 se muestra un interruptor esttico en serie de medida de media onda. Si elinterruptor est cerrado! como se presenta en la figura 1."! la corriente de compuerta fluir

durante la parte positiva de la se#al de entrada! encendiendo al SCR. $a resistencia R1

limita la magnitud de la corriente de compuerta.

Fi !.! I"#e$$%&#'$ e##i*' e" e$ie +e me+ia '"+a (F%e"#e:

,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0

Cuando el SCR se enciende! el volta%e nodo a ctodo &'() caer al valor de conducción!

dando como resultado una corriente de compuerta muy reducida y muy poca p*rdida en el

circuito de compuerta. +ara la región negativa de la se#al de entrada el SCR se apagar!

de,ido a que el nodo es negativo respecto al ctodo. Se incluye al diodo -1 para prevenir

una inversión en la corriente de compuerta.

Fi !.1 I"#e$$%&#'$ e##i*' e" e$ie +e me+ia '"+a *e$$a+' (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0

El resultado es una se#al rectificada de media onda a trav*s de la carga. Si se desea

conducción a menos de 1/0! el interruptor se puede cerrar en cualquier desplazamiento de

fase durante la parte positiva de la se#al de entrada.

El interruptor puede ser electrónico! electromagn*tico! dependiendo de la aplicación.




• CONTROL DE FASE DE RESISTENCIA VARIABLE DE MEDIA ONDA

En la figura 1. se muestra un circuito capaz de esta,lecer un ngulo de conducción entre2/0 y 1/0. El circuito es similar al de la figura 1.3! con e4cepción de la resistencia varia,le

y la eliminación del interruptor. $a com,inación de las resistencias R y R1 limitar la

corriente de compuerta durante la parte positiva de la se#al de entrada. Si R1 est en su

valor m4imo! la corriente de compuerta nunca llegar a alcanzar la magnitud de

encendido. Conforme R1 disminuye desde el m4imo! la corriente de compuerta se

incrementar a partir del mismo volta%e de entrada.

Fi. !.2 C'"#$'0 +e 3ae +e $ei#e"*ia /a$ia40e +e me+ia '"+a (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

-e esta forma se puede esta,lecer la corriente de compuerta requerida para el encendido en

cualquier punto entre /0 y 2/0! como se muestra en la figura 1.3. Si R1 es ,a%o! el SCR se

disparar de inmediato y resultar la misma acción que la o,tenida del circuito de la figura

1.3! el control no puede e4tenderse ms all de un desplazamiento de fase de 2/0! de,ido a

que la entrada est a su valor m4imo en este punto. Si falla para disparar a *ste y a

menores valores del volta%e de entrada en la pendiente positiva de la entrada! se de,e

esperar la misma respuesta para la parte de pendiente negativa de la forma de onda de lase#al. A esta operación se le menciona normalmente en t*rminos t*cnicos como control de

fase de media onda por resistencia varia,le. Es un m*todo efectivo para controlar la

corriente rms y! por tanto! la potencia se dirige 5acia la carga.

Fi !.5 F'$ma +e '"+a $e*#i3i*a+a &'$ e0 *'"#$'0 +e 3ae +e $ei#e"*ia /a$ia40e +e me+ia '"+a (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0

REGULADOR DE CARGA DE BATERÍAS




El SCR se lo puede usar tam,i*n en un regulador de carga de ,aterías. En la siguiente

figura se muestran los componentes fundamentales del circuito.

Fi !.6.Re%0a+'$ +e *a$a +e 4a#e$7a '"+a (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

F%"*i'"amie"#' +e0 +i&'i#i/':+rimeramente ca,e recalcar que el diodo -1 y diodo -" esta,lecen una se#al rectificada

de onda completa a trav*s del SCR1 y la ,atería de 1" ' que se va a cargar. A volta%es

,a%os de la ,atería! el SCR" est 6apagado7. Con el SCR" a,ierto! el SCR1 que controla el

circuito es e4actamente el mismo que en un control de interruptor esttico principio de esta

sección. Cuando la entrada rectificada de onda completa es lo ,astante grande para producir la corriente de encendido requerida en la compuerta la cual est controlada por

R1)! el SCR1 se encender y la ,atería comenzar a cargarse. Al inicio de la carga! el ,a%o

volta%e de la ,atería dar por resultado un ,a%o volta%e 'R determinado por el sencillo

circuito de divisor de volta%e. A su vez! el volta%e 'R es demasiado peque#o para provocar

conducción en el 8ener de 11./ '. En el estado 6apagado7 el 8ener es efectivamente un

circuito a,ierto! y mantiene el SCR" en el estado 6apagado7 puesto que la corriente de

compuerta es cero. Se incluye el capacitor C1 para impedir que cualquier volta%e transitorio

en el circuito encienda accidentalmente el SCR". Esto se da gracias a las características

propias de un capacitor que se opone a cam,ios ,ruscos o repentinos de volta%e! de esta

manera! el capacitor C1 evita que los efectos transitorios afecten al SCR.

A medida que contin9a la carga! el volta%e de la ,atería se eleva a un punto en el que 'R essuficientemente alto para encender tanto el 8ener de 11./ ' como el SCR". :na vez que el

SCR" se enciende! la representación de cortocircuito de *ste dar por resultado un circuito

divisor de volta%e determinado por R1 y R" que mantendrn '" a un nivel demasiado

peque#o para encender el SCR1. Cuando esto ocurre! la ,atería est totalmente cargada y

el estado de circuito a,ierto del SCR1 interrumpir la corriente de carga. +or tanto el

regulador recarga la ,atería siempre que el volta%e se reduce e impide que se so,recargue

cuando est totalmente cargada.

CONTROLADOR DE TEMPERATURA

4




En la siguiente figura se muestra un diagrama esquemtico de un control de calefactor de

1// ; que utiliza un SCR. Est dise#ado para que el calefactor de 1// ; se encienda y

apague por medio de termostatos. $os termostatos de mercurio en cpsula de vidrio sonmuy sensi,les a los cam,ios de temperatura. En realidad! pueden detectar cam,ios 5asta de

/.1<C. Sin em,argo! su aplicación es limitada! ya que sólo pueden mane%ar niveles de

corriente muy ,a%os= inferiores a 1 mA.

Fi. !.8.C'"#$%**i'" +e %" *'"#$'0a+'$ +e #em&e$a#%$a (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

F%"*i'"amie"#' +e0 +i&'i#i/'.En esta aplicación! el SCR sirve como amplificador de corriente en un elemento de

conmutación de carga. >o es un amplificador en el sentido de que amplifique el nivel de

corriente del termostato. En cam,io! es un dispositivo cuyo ms alto nivel de corriente es

controlado por el comportamiento del termostato.

-e,e quedar claro que la red en configuración de puente est conectada a la fuente de ca

por medio del calentador de 1// ;. Esto producir un volta%e rectificado de onda completa

a trav*s del SCR. Cuando el termostato se a,re! el volta%e a trav*s del capacitor se cargar

a un potencial de encendido de compuerta mediante cada pulso de la se#al rectificada. El

producto RC determina la constante de tiempo de carga y disparar el SCR durante cada

semiciclo de la se#al de entrada! lo que permite un flu%o de carga &corriente) 5acia elcalentador. A medida que se eleva la temperatura! el termostato conductor pondr en

cortocircuito el capacitor y así se elimina la posi,ilidad de que el capacitor se cargue al

potencial de encendido y active el SCR1. El resistor de ?1/ @o5ms mantendr entonces la

corriente a un nivel muy ,a%o &menos de "?/ mA) a trav*s el termostato.

SISTEMA DE ILUMINACIÓN DE EMERGENCIA

!




Este sencillo circuito nos provee de una luz de emergencia operada por ,atería! que se

enciende automticamente cuando ocurre una falla o corte en el suministro del servicio

regular de energía CA. Cuando la energía de la red p9,lica es resta,lecida! la lmpara seapaga y la ,atería se carga automticamente.

Este circuito es ideal para iluminar todos aquellos lugares que requieran permanentemente

de una nivel de iluminación mínimo! para evitar errores! accidentes o pnico colectivo en

situaciones de emergencias! lugares como salas de control! ascensores! corredores y

escaleras! entre otros.

El circuito equivalente de un Sistema de Iluminación de Emergencia es el siguiente=

Fi. !.9. Si#ema +e i0%mi"a*i" +e eme$e"*ia *'" SCR (F%e"#e:,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

Su funcionamiento es clave de,ido al uso del SCR ya que este no permite el paso de la

corriente mientras 5aya alimentación! pero en la ausencia del mismo este se activa y

permite que se empiece a usar la ,atería.

El circuito comienza cuando mediante un transformador que convierte la entrada de

corriente alterna de alto volta%e a apro4imadamente 1" '.

A trav*s de la lmpara de ' aparecer una se#al rectificada de onda completa de,ido a

los diodos D" y D. El capacitor C 1 se cargar a un volta%e un poco menor que la

diferencia entre el valor pico de la se#al rectificada de onda completa y el volta%e de cd a

trav*s de R" esta,lecido por la ,atería de '.

En todo caso! el ctodo del SCR 1 est a un nivel ms alto que el nodo y el volta%e de

compuerta al nodo es negativo! lo que garantiza que el SCR no sea conductor. $a ,atería

se carga por conducto de R1 y D1 a un ritmo determinado por R1. $a carga sólo ocurrir

cuando el nodo de D1 es ms positivo que su ctodo.

El nivel de C- de una se#al rectificada de onda completa garantizar que el foco

permanezca encendido cuando la potencia est* activa. Si la energía fallara! el capacitor C 1

se descargar a trav*s de D1! R1 y R 5asta que el ctodo del SCR1 sea menos positivo que

el nodo. Al mismo tiempo! la unión de R" y R se 5ar positiva y esta,lecer un volta%e

suficiente de compuerta al ctodo para activar el SCR. :na vez activado! la ,atería de '

se descarga a trav*s del SCR1! energiza la lmpara y mantiene su iluminación. :na vez

5




que se recupera la energía! el capacitor C 1 se recarga y resta,lece el estado no conductor

del SCR1 como se descri,ió antes.

A&0i*a*i'"e +e 0' SCS

DETECTR DE !LTA"E

El circuito detector de volta%e se encarga de detectar presencia de energía el*ctrica en

alg9na entrada determinada! se puede incluir n n9mero de entradas conectndolas en

paralelo para que si cualquiera de estas detectara volta%e entonces activara una se#al de

salida.

En este e%emplo en la se#al de salida se encuentra un sistema de alarma el cual se activara

al presenciar volta%e en cualquiera de las entradas.

Fi. !.;. De#e*#'$ +e /'0#a<e (F%e"#e: ,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

Es un sistema de alarma con n entradas provenientes de varias estaciones! cualquier

entrada activar ese SCS particular y el relevador de alarma se energizar y se encender la

luz en el circuito de compuerta de nodo para indicar la u,icación de la entrada.

Al detectar el volta%e en cualquiera de las entradas! los SCS se activaran y de%aran pasar elflu%o de corriente por lo tanto las ,om,illas de luz BE33 se encendern ya que el circuito

ce cierra y los 1"' que pasan por la parte superior podrn encontrar continuidad a trav*s

de la red.

am,i*n se cerrara el circuito que activa la alarma y por consiguiente ser un sistema

esta,le que permitir sa,er instantneamente si se encontró un volta%e en las entradas.

CIRCUITO DE ALARMA

%




:na aplicación adicional del SCS es el circuito de alarma de la figura que se muestra a

continuación. R S representa un resistor sensi,le a la temperatura! luz o radiación! es decir!un elemento cuya resistencia se reducir con la aplicación de cualquiera de las tres fuentes

de energía listadas anteriormente. $a relación del divisor esta,lecida por R S y el resistor

varia,le! determinan el potencial en la compuerta de nodoD el potencial de la compuerta

est a apro4imadamente / ' si R S es igual al valor esta,lecido por el resistor varia,le

puesto que am,os transistores tendrn 1" ' a trav*s de ellos. Sin em,argo! si RS se reduce!

el potencial de la unión se incrementar 5asta que el SCS se polarice en directa! lo que 5ar

que *ste se encienda y se energice el relevador de alarma.

Fi.!.=. Ci$*%i#' +e a0a$ma. (F%e"#e: ,##&:--./i$#%a0.%"a0.e+%.*'-*%$'-i"e"ie$ia.,#m0)

Se incluye el resistor de 1// F para reducir la posi,ilidad de un disparo accidental del

dispositivo mediante un fenómeno conocido como efecto de transición. -ic5o efecto lo

provocan los niveles de capacitancia parsita entre las compuertas. :n transitorio de alta

frecuencia puede esta,lecer una corriente suficiente en la ,ase para encender el SCS por

accidente. El dispositivo se reinicia oprimiendo el ,otón de reinicio! el cual a,re la ruta de

conducción del SCS y reduce a cero la corriente del nodo.

C'"*0%i'"e




Al finalizar esta consulta se puede concluir que=

• $a utilización de los dispositivos SCR son de gran ,eneficio por el ,a%o costo! susesquemas sencillos de disparo! ,uenos tiempos de conmutación y que en todos las

aplicaciones vistas poseen altas capacidades en mane%o de potencia.

• En la utilización de los dispositivos SCS! por su característica de mayor

sensi,ilidad de control y disparo! y una situación de encendido ms predeci,le! son

ms idóneos para su uso en dispositivos de contadores! circuitos temporizadores!

detección de volta%e! etc.

• Como se pudo o,servar en cada circuito se puede decir que un SCR se comporta

como un interruptor! al cual al aplicarle la alimentación por vez primera! este seencuentra a,ierto en muc5o de los casos y al aplicarle un pulso de disparo a la

terminal de compuerta se cierraD el cual se mantendr la conducción 5asta que la

corriente que lo atraviesa disminuya por de,a%o de cierto nivel crítico al cual

funcione este dispositivo.

• Como se pudo ver en las aplicaciones de los SCS un con%unto de circuitos de

alarma con ligeros cam,ios en los componentes electrónicos ayudan a formar un

sistema para un detector de volta%e que posee varias entradas las cuales funcionan

independientemente y se activan cuando 5ay un volta%e en los SCS los cuales

activan la alarma cuando este detecta el cam,io de volta%e en el nodo de dic5os

dispositivos.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

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Dispositivos Electrónicos (10ma Edición).+EARSH> E-:CAIH>! *4ico.

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