UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA Informe Electrónica de Potencia 203039 Jerez Cristian, Amaya Luis Ivan Amaya Bautista, Mercado López Juan Camilo Universidad Nacional Abierta y a Distancia Para desarrollar el contenido del presente trabajo fue de vital Resumen—El presente documento corresponde al importancia el material académico suministrado por el tutor, informe de los laboratorios de Electronica de Potencia fue necesario además hacer consultas en la bibliografía de la desarrollados en el laboratorio de CISCO del CEAD materia disponible en el entorno de conocimiento, syllabus del Bucaramanga. curso, consultas en el internet y la documentación disponible de la biblioteca virtual de la UNAD. Índice de Términos—Cerca de cuatro palabras claves o Todas las simulaciones para verificar los datos obtenidos en el frases en orden alfabético, separadas por comas. Para una lista laboratorio fueron desarrolladas con el software PROTEUS. de palabras claves sugeridas, envíe un correo electrónico en blanco a
[email protected] o visite el sitio web de IEEE en: http://www.computer.org/portal/site/ieeecs/menuitem.c5efb9b II. DESARROLLO 8ade9096b8a9ca0108bcd45f3/index.jsp? &pName=ieeecs_level1&path=ieeecs/publications/author&fil Materiales a llevar a la práctica. e=ACMtaxonomy.xml&xsl=generic.xsl& Todos los componentes electrónicos de cada circuito. Protoboard. Cables de conexión. I. INTRODUCCIÓN Pinza y corta frio. Por medio del presente trabajo escrito se pretende dejar Los equipos que el tutor debe solicitar en el centro para el evidencia de las actividades requeridas para el componente desarrollo de esta guía de laboratorio se listan a continuación: practico indicadas en la guía de actividades cuyo objetivo es que nosotros como estudiantes conozcamos, estudiemos, Multímetro. entendamos, comprendamos, apropiemos, y sobre todo Osciloscopio (incluir puntas de prueba). apliquemos los conceptos que se van estudiar durante el Fuente de poder regulada variable. (incluir cables). desarrollo del presente curso de Electronica de Potencia cuyos Generador de señal. (incluir cables). principales temas relacionó a continuación: Semiconductores de potencia PRACTICA No.1 CARACTERÍSTICAS DEL SCR Circuitos convertidores Accionamiento de motores Como estrategia de aprendizaje que garantizará la asimilación de los conceptos se desarrollaron las siguientes actividades para el logro de los objetivos de la presente unidad. Practicas dirigidas (tres) en el laboratorio de CISCO del CEAD Bucaramanga con tres componentes muy utilizados en electrónica de potencia como el SCR, MOSFET y IGBT. Elaboración del informe respectivo de las practicas desarrolladas. Procedimiento: Estudio del contenido académico del curso. 1. Realice el montaje del circuito de la figura. Premio Colombiano de Informática ACIS 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2 ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA 2. Lleve a R1 y R2 al valor medio y V1 y V2 al valor mínimo. 3. Ajuste la corriente de puerta IG = IG1 (valor de corriente de puerta para disparo No 1) Tal que el voltaje ánodo cátodo VAK de ruptura en directa VBO este entre 15 y 20V ajústelo variando R2 y V2. 4. Lentamente varié el valor de V1 en aumentos de 2 voltios anote el valor del voltaje ánodo cátodo VAK y de la 5. Asegúrese que el SCR está en estado de conducción. corriente ánodo cátodo IAK en cada aumento hasta que el SCR conduzca. ¿Cuál es el valor máximo de V AK antes 6. Inicie reduciendo el voltaje VAK en decrementos de 2 que el SCR conduzca? voltios, revise el estado del SCR al estar apagada la fuente V2. 7. Desconecte temporáneamente el pin puerta (GATE) y poco a poco reducir la tensión de alimentación hasta que la corriente del SCR repentinamente cae a cero. Tenga en cuenta el valor de la corriente anterior a cero “este es el valor de la corriente de mantenimiento IH. Pregunta: ¿Qué crees que va a pasar en el circuito de la figura 1 si se dispara el SCR, y luego se reduce la corriente de puerta a cero de nuevo? Pregunta: ¿Qué observas ahora que repentinamente usted aumenta y reduce la corriente de puerta? PRACTICA No.2: CARACTERÍSTICAS DEL MOSFET Premio Colombiano de Informática ACIS 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3 ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA Tabla 2 V1=VDS1 = 10V VGS V IDS (mA) Procedimiento: Características de transferencia 1. Realice el montaje del circuito de la figura. VGS =VGS1=VTH VDS V IDS (mA) Características de drenaje: 5. Ajustar el VG variando el valor de V2 a VTH. 6. Variar VDS cambiando el valor de V1 en variaciones de 0.5V y anote el valor de IDS. (hasta que IDS sea constante) 8V (max) 7. Repetir los pasos anteriores para diferentes valores de VGS2 = VTH ± 0.1V. 2. Ajuste VGS=10V variando V1, mantenga R1 ligeramente mayor a ¼ del valor total. 8. Llenar la tabla. Tabla 3 3. Cambie el valor de VGS variando el valor de V2. (mantenga R2 en el valor mínimo) y observe como cae el valor de IDS cada 0.5V de variación del voltaje VGS, llevando VGS a 5V. 4. Repita los pasos anteriores para diferentes valores de VDS2 = 15V. Llenar las tablas. Tabla 1 Tabla 4 V1=VDS2 = 15V o 12V VGS=VGS2=VTH± 0.1V VGS V IDS (mA) VDS V IDS (mA) Premio Colombiano de Informática ACIS 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4 ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA Pregunta: ¿Por qué los MOSFET no son implementados en aplicaciones de elevadas potencias? PRACTICA No.3: CARACTERÍSTICAS V-I DEL IGBT Procedimiento: Características de transferencia 1. Realice el montaje del circuito de la figura. 2. Inicialmente mantenga V1 y V2 al valor mínimo. 3. Seleccione el valor de V1=VCE1=10V. 4. Lentamente varié V2 (VGE) y anote VGE e IC en cada 0.5V de cambio tenga en cuenta que el VGE máximo debe ser 8 voltios. V2=VGE V1 IC Premio Colombiano de Informática ACIS 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5 ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA 5. El mínimo voltaje de compuerta V GE, el cual es requerido para que el IGBT conduzca es llamado VTH. El voltaje mínimo requerido en la compuerta V2(VGE) para que conduzca VTH es de 1.0 V en la fuente V1 6. Repita los pasos anteriores con diferentes valores de VGE y dibuje la gráfica de VGE vs IC. Características de Colector 1. Inicialmente ajuste el valor de V2 hasta que el VGE1 sea 5V mayor o igual al VTH. 2. Lentamente varié V1 y anote los valores de V GE e IC para ujn particular voltaje de compuerta (VG) existe un valor de voltaje de estrangulamiento VP entre colector y emisor. 3. Si VCE es menor que Vp el dispositivo trabaja en la región de ganancia constante e IC es directamente proporcional a VCE. 4. Si VCE es mayor que VP, una corriente constante fluye por el dispositivo y esta región es llamada región de corriente constante. 5. Repita los pasos anteriores con diferentes valores de VGE y anote los valores de IC vs VCE. III. LA MATEMÁTICA IV. LAS UNIDADES V. INDICACIONES ÚTILES VI. CONCLUSIONES Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y puerta. La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. El pulso de disparo ha de ser de una duración considerable, o Premio Colombiano de Informática ACIS 2011 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6 ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA bien, repetitivo. Según se atrase o adelante éste, se controla la corriente que pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un circuito de bloqueo forzado. Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aún sin corriente de puerta. Por ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parásito existente entre la puerta y el ánodo. Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrónica de potencia, en el campo del control, debido a que puede ser usado como interruptor de tipo electrónico. APÉNDICE REFERENCIAS Introducción a los sistemas electrónicos de potencia. Mohan, N. Undeland, T. Robbins, W. (2009). Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño (pp. 3-14). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reade r.action?ppg=22&docID=10565530&tm=1482450097688 Dispositivitos de potencia. Mohan, N. Undeland, T. Robbins, W. (2009). Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño (pp. 445-582). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reade r.action?ppg=464&docID=10565530&tm=1482450513143 Circuitos de disparo. Mohan, N. Undeland, T. Robbins, W. (2009). Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño. (pp. 608-637). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reade r.action?ppg=627&docID=10565530&tm=1482451710573 Premio Colombiano de Informática ACIS 2011