Informe de Práctica de Laboratorio Integrativa

Circuito Nº1Este circuito permite controlar la velocidad del motor c.c., a través de un rectificador de

onda completa monofásico compuesto por dos diodos y dos tiristores. El disparo de los

tiristores controla el tiempo de conducción por el circuito de potencia y por lo tanto la

velocidad del motor. Estos disparos se realizan con el transistor unijuntura (UJT) y con

un transformador de pulso se adaptan las características del disparo a fin de proveer la

energía adecuada para un disparo efectivo en los tiristores. Además el transformador de

pulso proporciona el aislamiento galvánico del circuito de control del circuito de

potencia.

El tiempo de disparo está controlado por la constante de tiempo de un circuito R-C

conectado al emisor del UJT. Este circuito esta provisto de una resistencia variable

(potenciómetro) POT que permite ajustar el tiempo del disparo, una resistencia fija RC

que determina el mínimo tiempo de disparo y un capacitor CPT1

Para sincronizar este dispositivo de disparo con la frecuencia del rectificador de onda

completa del circuito de potencia se utiliza otro rectificador de onda completa para el

circuito de control conectado a la misma fuente de tensión alterna. A él esta conectado

un transistor bipolar Q1 que se encuentra polarizado siempre que la tensión de la onda

sea mayor a un valor aproximado de 1,5 volts. El rectificador también provee la tensión

al circuito RC y al transistor UJT, para lo cual debe estar estabilizada y se lo logra por

medio de un capacitor CPT2, un diodo zener Z y una resistencia limitadora de corriente

Rz. Este circuito se completa con otro transistor bipolar Q2 cuya base esta conectada al

colector de Q1, de esta manera cuando Q1 se encuentra en conducción Q2 esta

bloqueado y viceversa. El colector de Q2 se conecta a una base del UJT, de marea que

al conducir Q2 la tensión entre bases del UJT es casi nula y el disparo se realiza con

cualquier valor de carga en el capacitor. En consecuencia al comenzar un nuevo ciclo se

asegura de que el capacitor esté vacío ya que debido a Q2 solo conduce cuando la

tensión de la onda de entrada es menor a 1,5 volts, y esto sucede solo al pasar de un

ciclo a otro.

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CálculosFrecuencia de onda alterna (entrada) = 50Hz

Periodo de onda alterna= Hz50

1=20mseg

Periodo de onda rectificada = 10msegTiempo mínimo de disparo = 10% · 10mseg = 1mseg

Periodo = R · C

Como estos valores no se comercializan se adoptaron RC=4K7 y POT=47K

Se tiene un diodo Zener de 15V 1W

Considero la máxima corriente por el circuito que se dará al estar cortocircuitado el potenciómetro, el circuito equivalente es

K

KKK

Req 6,1

3,3

1

7,4

1

10

11

Cuando el circuito requiere la máxima corriente por el zener debe circular la corriente de codo para que éste se mantenga polarizado

No se están considerando posible variaciones en la tensión de la onda de entrada. Para tenerlas en cuenta aumentaremos esta corriente sin superar nunca el valor de corriente máxima por el zener, ya que toda esta corriente circula por él cuando el resto del circuito no consume corriente (Req=∞ circuito abierto)Se adopta Itotal = 25mA

Luego

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Diagramas Temporales

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Circuito Nº2Este circuito realiza un control de potencia mediante PWM (modulación de ancho de pulso) para lo cual utiliza el circuito integrado TL494El TL494 posee un oscilador interno que genera una onda en forma de diente de sierra (su frecuencia se puede controlar por dos componentes externos: RT y CT). La tensión de la diente de sierra se compara con la tensión de la señal de entrada y cuando es mayor se entrega señal a la entrada de reloj del flip-flop interno, este conmuta los dos transistores bipolares NPN Q1 y Q2 internos de manera que trabajen en configuración push-pull (Esto sucede siempre que la pata 13 del integrado se encuentre a la tensión de referencia, si está conectada a masa ambos transistores trabajan conjuntamente pudiendo conectarlos en paralelo como es nuestro caso)Entonces los transistores conducen durante la porción del tiempo en que la tensión de la diente de sierra es mayor a la tensión de la señal de entrada. En el circuito los colectores de ambos están conectados a la base de un transistor bipolar PNP externo (TIP41) que se lo utiliza como conmutador conectado a la carga, en este caso una lámpara de 12V 10W. Se ha conectado entre los colectores (C1 y C2) y la base del TIP41 una resistencia limitadora de corriente de 220Ω y entre la base y colector del TIP41 una resistencia de 100Ω para evitar que el transistor comience a conducir por corrientes parásitas.

La señal de entrada es controlada por dos amplificadores operacionales. En uno de ellos se conecta la entrada inversora a una tensión fija de 0,15V (haciendo uso de la pata 14 que entrega una tensión de referencia de 5V y de un divisor resistivo de 4,7KΩ y 150 Ω) y la entrada no inversora a una resistencia que se encuentra entre la lámpara y masa; está resistencia esta calculada de manera que su caída de tensión sea menor de 0,15V con la mayor corriente que soporta la lámpara. En consecuencia el amplificador solo enviará señal cuando por la lámpara circule una sobrecorriente; la tensión de esta señal es mayor a la tensión de pico de la diente de sierra por lo que bloquea de inmediato los transistores interrumpiendo la circulación por la lámpara.El otro amplificador operacional compara la tensión media aplicada a la lámpara con una tensión ajustable formando un lazo realimentado. La tensión ajustable se logra con un potenciómetro conectado entre la pata 14 y masa y su indicador conectado a la pata de entrada inversora del amplificador logrando con esto una regulación entre 0V y 5V. Para obtener un valor de tensión media aplicada a la lámpara que sea comparable con esta tensión de la entrada inversora se debe reducir la tensión en la lámpara por medio de un divisor resistivo (formado en el circuito por una resistencias de 3,3 KΩ y 1KΩ) y estabilizar su forma pulsante a través de un capacitor. Esta señal reducida y estabilizada se conecta a la entrada no inversora del amplificador lográndose que el ancho del pulso aplicado a la lámpara sea el necesario para entregar una tensión media proporcional a la regulada en el potenciómetro. Esta configuración puede ser muy oscilante sobre todo al momento de variar la posición del indicador del potenciómetro por lo que se conecta entre la entrada inversora de este ultimo amplificador y la pata 3 del integrado (realimentación común a ambos amplificadores operacionales) un capacitor, obteniendo así una configuración de integrador lo que nos dará variaciones mas suaves del ancho del pulso.

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