¡Descarga Circuitos de disparo en convertidores de potencia - Prof. Felix y más Resúmenes en PDF de Electrónica de Potencia solo en Docsity!
UNIDAD 5 Circuitos de disparo. El circuito de disparo es una parte integral de un convertidor de potencia, y consiste en dispositivos semiconductores de potencia. La salida de un convertidor que depende de la forma en que el circuito de disparo excita los dispositivos de conmutación es una función directa de la conmutación. Por consiguiente, las características del circuito de disparo son elementos clave para obtener la salida deseada, y los requisitos de control de cualquier convertidor de potencia. El diseño de un circuito excitador requiere conocer las características de compuerta y las necesidades de dispositivos como tiristores, tiristores apagados por compuerta (GTO), transistores bipolares de unión (BJT), transistores de efecto de campo metal óxido semiconductor (MOSFET) y transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT). 5.1 Circuitos de disparo sin aislamiento: Redes pasivas, RC. Los MOSFET son dispositivos controlados por voltaje y tienen una impedancia de entrada muy alta. La compuerta consume una corriente de fuga muy pequeña, del orden de nanoamperes. El tiempo de encendido de un MOSFET depende del tiempo de carga de la capacitancia de entrada o de compuerta. El tiempo de encendido se puede reducir conectando un circuito RC para cargar con mayor rapidez la capacitancia de la compuerta. Las técnicas de uso común para optimizar la activación de la base de un transistor son:
- Control al encendido
- Control al apagado
- Control proporcional en base
- Control por antisaturación
- Control al encendido. La corrección de la corriente de base se puede proporcionar con el circuito. Cuando se conecta el voltaje de entrada, la corriente de base se limita con el resistor R, y el valor inicial de esa corriente es:
y el valor final de la corriente de base es: Y el valor final de la corriente de base es: El capacitor C1 se carga hasta un valor final de: La constante de tiempo de carga del capacitor es, aproximadamente: Una vez que el voltaje VB de entrada llega a cero, la unión base- emisor se polariza en sentido inverso, y C1 se descarga a través de R2. La constante de tiempo de descarga es τ2 = R2C1. Para permitir que los tiempos de carga y descarga sean suficientes, el ancho del pulso en la base debe ser t1 = 5τ1 Y el periodo de desactivación del pulso debe ser t2 = 5τ2. La frecuencia máxima de conmutación es fs = 1/T = 1/(t1 + t2) = 0.2 (τ1 + τ2).
5.2 Circuitos de disparo con aislamiento. CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE EL CIRCUITO DE DISPARO. El circuito de disparo debe proporcionar una señal de disparo que sea capaz de poner en conducción a cualquier tiristor del tipo seleccionado en forma segura y confiable. Para lograr esto el circuito de disparo debe incluir los siguientes elementos: 1.- Aislamiento de salida: Dado que en general existirá una diferencia muy grande entre la tensión de trabajo del circuito de disparo y la tensión de operación del tiristor, la etapa de salida debe aislar el circuito de disparo de la tensión de trabajo AK del tiristor. Adicionalmente esto permite que en una misma tarjeta se agrupen todos los circuitos de disparo que manejan a todos los tiristores del equipo, compartiendo una fuente de potencia baja-media El aislamiento de salida puede ser óptico o por transformador. 2.- Aislamiento de entrada: Dado que el circuito de disparo genera pulsos de corriente de niveles relativamente altos y un nivel de ruido de conmutación elevado, factores que pueden perturbar la operación de los circuitos de instrumentación y control, la etapa de entrada del circuito de disparo debe aislarlo galvánicamente del circuito de control del equipo de electrónica de potencia.
El aislamiento de entrada usualmente se implementaba con opto- acopladores, pero la tendencia actual es emplear aisladores digitales ("digital isolators"), dispositivos de tecnología totalmente CMOS que ofrecen mayor número de conexiones (pueden incluir conexiones en ambos sentidos), mas velocidad, menor consumo de energía, mayor inmunidad al ruido, ocupan menos espacio en el circuito, y son mas confiables. 3.- Aislamiento de fuentes: Para completar la separación galvánica entre los tres niveles de potencia y ruido (etapa de conmutación de potencia, circuitos de disparo, circuitos de instrumentación y control), las fuentes del circuito de disparo deben estar totalmente aisladas de las fuentes de los circuitos de instrumentación y control del equipo de electrónica de potencia. 4.- Pérdida de señal de control: Si por cualquier razón (falla del circuito de control, ruptura de cables de conexión, falla de los circuitos de acople, etc.) se pierden las señales de control producidas por el controlador central, el circuito de disparo debe detener su acción, dejando de aplicar pulsos de disparo al tiristor (el modo de fallo debe ser "en apagado"). 5.- Parada de emergencia: En el circuito de disparo es conveniente (y a veces obligatorio) incluir una señal de parada de emergencia. La señal de parada de emergencia debe tener la mas alta prioridad y el menor retardo de operación posible, y ser independiente de los circuitos "normales" de instrumentación y control. Esta señal puede ser la combinación ("OR" lógico) de varias señales independientes de emergencia, por ejemplo: sobrevelocidad, fin de carrera, sobre temperatura, "botón de pánico", etc., todas con el mismo nivel de autoridad.
parámetro que relaciona el voltaje inducido en un circuito con la corriente variable en el tiempo de otro circuito. Se define como: donde k se conoce como el coeficiente de acoplamiento y es una medida del grado en el que el flujo producido por una bobina enlaza a la otra (0 £ k £ 1). Si las bobinas no están acopladas, entonces k=0. Dado un circuito con un par de bobinas acopladas magnéticamente, y siguiendo la convención de signo pasivo, se asignan las corrientes y voltajes como se observa en la figura: De esta manera, resulta que el voltaje inducido v1(t) (o simplificando la nomenclatura: v1) está formado por el generado por la inductancia L1 y el producido por la inductancia mutua M. Igualmente, el voltaje inducido v2 está formado por el generado por la inductancia L2 y el producido por la inductancia mutua M. 5.3 Circuitos de disparo con dispositivos digitales. Estos circuitos son controlados mediante señales digitales, reciben pulsos o envian pulsos y asi controlar el circuito de disparo. 5.3.1 Timer. Timer es un temporizador que nos permite ejecutar instrucciones de código, rutinas, funciones, etc., cada cierto intervalo de tiempo. Un temporizador o minutero es un dispositivo, con frecuencia programable, que permite medir el tiempo. La primera generación fueron los relojes de arena, que fueron sustituidos por relojes convencionales y más tarde por un dispositivo íntegramente electrónico. Cuando trascurre el tiempo configurado se hace saltar una alarma o alguna otra función a modo de advertencia. Aplicaciones: -Temporizador. -Oscilador.
-Divisor de frecuencia. -Modulador de frecuencia. -Relojes. -Retardadores. -Generador de señales triangulares. 5.3.2 Divisores de frecuencia y detectores de cruce por cero (Comparadores). Se llama divisor de frecuencia a un dispositivo que produce a su salida una frecuencia menor que la de entrada. Suelen estar formados por contadores digitales. Se pueden obtener relaciones de frecuencia no enteras utilizando contadores de módulo variable, por ejemplo, si a cada pulso de salida se cambia el módulo del contador entre 2 y 3, se obtiene una relación de frecuencias de 5:2. Muchos circuitos electrónicos operan con doble polaridad, el detector de cruce por cero 'sensa' cuando se produce el cambio de polaridad. Algo un poco más difícil es detectar el 'cruce por cero' de una señal electrónica de una sola polaridad, en este caso se debe encontrar la 'componente de continua' la cual dará el 'nivel de cero', y luego el circuito operará con tal nivel para 'sensar' cuando la señal está por encima o por debajo de tal nivel Algo aún más difícil es cuando la señal no posee 'nivel de continua' porque se lo ha filtrado. En tal caso el circuito deberá trabajar por promedios, integrando la señal y luego determinar el punto de cruce para determinar cuando la señal está por debajo del nivel promedio y cuando está por arriba de tal nivel. Pero todas las explicaciones anteriores que 'claramente' explican los tipos de detectores por cruce por cero, no te dicen para que sirve, y esa es la verdadera pregunta. Los detectores de cruce por cero se utilizan para detectar los tipos de señales, o diferentes significados de señales.
https://pdfcoffee.com/qdownload/detectores-de-cruce-por-cero- 3-pdf-free.html https://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/ apuntes/12/12.htm https://slideplayer.es/slide/13634507/ file:///C:/Users/aganz/Downloads/toaz.info-unidad-5-circuitos- de-disparo-pr_0219c0a193fa906b71a1a7bf1ea74a1b.pdf https://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/ r158689.PDF https://pdfcoffee.com/unidad-5-circuitos-de-disparo-8-pdf- free.html
