Universidad de Santiago de ChileDepartamento de ingeniería EléctricaLaboratorio de Electrónica Industrial

Experiencia Nº 2:

“DIACS Y TRIACS”

Profesora: Carolina Lagos Fecha de realización: 19/12/2011 Fecha de entrega: 01/01/2012 Integrantes:

Información relacionada

DIAC

El DIAC es un dispositivo semiconductor de dos electrodos o terminales llamados ánodo 1 y ánodo 2. Su función es la de un interruptor bidireccional, el cual conduce cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura, que generalmente es del orden de los 30V, siendo la referencia entre 20 y 36 volts. Básicamente es una combinación paralela inversa de 2 capas de semiconductor, permitiendo el disparo en cualquier dirección.

En la figura de la curva característica se aprecia que hay un voltaje de ruptura en ambas direcciones. Están relacionados por la ecuación: Vbr1 = Vbr2+-0,1Vbr2

Los niveles de corriente de ruptura también son muy cercanos en magnitud. Los Diac son ampliamente utilizados en circuitos de potencia como disparadores de SCR y TRIACS.

VBRIBR

IBR

VBR

V

I

Curva característica

Simbología Uniones PN

TRIAC El TRIAC es un dispositivo, que al igual que el DIAC, pertenece a la familia de los tiristores. Su funcionamiento puede ser visto desde dos enfoques: como dos SCR puestos de forma antiparalela, o como un Diac con un terminal de compuerta que controle las condiciones de disparo bilateral. Así, la corriente de compuerta puede controlar la conducción para cualquier dirección.

Consecuentemente con lo anterior el dispositivo puede pasar de un estado de bloqueo a un régimen de conducción, en los dos sentidos de polarización (cuadrantes I y III) y volver al estado de bloqueo por inversión de la tensión o por disminución de la corriente de mantenimiento, IH.

Curva característica

Simbología Uniones PN

Disparo de los TRIAC

El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente de Gate (compuerta), existiendo diversas maneras de realizarlo según la aplicación buscada. Así, esta corriente de compuerta pude aplicarse en forma de corriente continua, alterna, o pulsos de corriente.

Como ya dijimos para disparar los TRIAC a menudo se usa un DIAC. Este se emplea normalmente en circuitos que realizan un control de fase de la corriente del TRIAC, de forma que solo se aplica tensión a la carga durante una fracción del ciclo de la alterna.

Desarrollo de la experiencia.

1) Circuito ocupado en el desarrollo experimental.

C1 = 0,1 µF R1 = 250 KΩ / 0,5 W R2= KΩ / 0,5 W C1 = 0,1 µF

Gracias a la resistencia fija del circuito logramos la carga del condensador C1, también mediante el potenciómetro, el cual nos sirve tanto como para variar el tiempo de carga del condensador y para la variación del ángulo de disparo del Triac.

Podemos visualizar del circuito las curvas presentadas a continuación:

Voltaje en la carga

A continuación se muestra la forma de onda en la carga (ampolleta) para diferentes ángulos de disparo.

α = 90° Vpeak = 150 V

Vrms = 65 V

Rcarga = 100 Ω

P = calcular

α = 75°

Vrms = 35,5 V

Rcarga = 100 Ω

P = calcular

α = 45°

Vrms = 13,7 V

Rcarga = 100 Ω

P = calcular

Análisis

A partir de los 75° la ampolleta ya no alumbra y a partir los 30° el voltaje e cae a 0 V

En las distintas formas de onda podemos ver la discontinuidad que presenta el voltaje de la carga (ampolleta), específicamente para α = 90° podemos decir que es donde se

alcanza el valor de la corriente de mantenimiento Ih , el Triac se va a su estado de bloqueo ya que su ángulo de conducción se extingue.

Voltaje en el Triac

Voltaje en el triac para α = 90° Voltaje en el triac para α = 75°

Voltaje en el triac para α = 45°

Al momento de que el Diac se dispara, el Triac se conmuta, en lo que su equivalencia es un corto circuito entre sus ánodos, produciendo que la tensión baje a cero en su semiciclo positivo y negativo.

Relación que existe con el voltaje de la carga

Como conclusión decimos que la forma de onda de la señal de entrada es igual a la suma de la señal del voltaje de la carga y la tensión que existe en el Triac.

Voltaje del Capacitor:

La forma de onda es idéntica tanto en su forma, como en su magnitud a la del Diac

Podemos apreciar que el condensador se esta cargando habitualmente, llegando hasta un cierto valor que corresponde al punto de disparo del Diac, al suceder el disparo de este la onda presenta una disminución en forma abrupta. Luego de esta caída, el condensador comienza a descargarse, llegando hasta el valor donde la señal de entrada se anula, para proceder a su carga pero en su semiciclo negativo, hasta donde nuevamente se alcanza el valor de disparo inverso del Diac. Produciéndose un aumento de tensión dada la conmutación del Diac, generándose nuevamente un pulso de I que provoca el disparo del Triac pero esta vez en su ciclo negativo, disparado el Triac el condensador inicia su descarga hasta que la tensión de entrada del transformador se hace cero. Produciendo que el capacitor se vuelva a cargar ocurriendo este suceso mientras exista.

Parte 2

2) Circuito utilizado en esta etapa

C1 = 0,1 µF C2 = 0,1 µF R1 = 470 KΩ / 0,5 W R2= 250 KΩ / 0,5 W R3= 1,5 KΩ

Voltaje Vc1

Este caso visualizamos cuando α=90∘

, siendo el capacitor C2

conectado para que este

lograr la disminución de la descarga del condensador C1

y reducir al máximo la histéresis producida.

La función que cumplen los condensadores en el circuito, es que al agregarlos, disminuyen los armónicos del circuito, es decir, lograr una amortiguación de la histéresis

Nota

Este circuito, el condensador 2 le suma aproximadamente 30° al ángulo de disparo del condensador 1, las demás condiciones son muy similares al punto anterior