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PROYECTO

en el proceso de aprendizaje se a propuesto un proyecto con el fin de cubrir una necesidad, en este caso nuestra propuesta es la implementacion de un sistema que controle una base refrigerante por medio de la tem´peratura el cual nos dara un ahorro de energia supliendo cierta necesidad en el siguiente link esta el archivo donde se presenta nuestro proyecto.

https://electronicadepotencia22.files.wordpress.com/2010/03/automatizacionbaserefrigerante.docx

Estas son las hojas de caracteristicas a utilizar

https://electronicadepotencia22.files.wordpress.com/2010/03/lm741.pdf

https://electronicadepotencia22.files.wordpress.com/2010/03/tip41c.pdf

CIRCUITOS RC

Los circuitos RC son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en

el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.

 

Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual a cero.

CIRCUITO RL

Los circuitos RL son aquellos que contienen una bobina (inductor) que tiene autoinductancia, esto quiere decir que evita cambios instantáneos en la corriente. Siempre se desprecia la autoinductancia en el resto del circuito puesto que se considera mucho menor a la del inductor.

 

Para un tiempo igual a cero, la corriente comenzará a crecer y el inductor producirá igualmente una fuerza electromotriz en sentido contrario, lo cual hará que la corriente no aumente. A esto se le conoce como fuerza contraelectromotriz.

DIODO DE POTENCIA

Uno de los dispositivos más importantes de los circuitos de potencia son los diodos, aunque tienen, entre otras, las siguientes limitaciones: son dispositivos unidireccionales, no pudiendo circular la corriente en sentido contrario al de conducción. El único procedimiento de control es invertir el voltaje entre ánodo y cátodo.
Los diodos de potencia se caracterizan porque en estado de conducción, deben ser capaces de soportar una alta intensidad con una pequeña caída de tensión. En sentido inverso, deben ser capaces de soportar una fuerte tensión negativa de ánodo con una pequeña intensidad de fugas.

CARACTERISTICAS ESTATICAS

  • Parámetros en bloqueo (polarización inversa).
  • Parámetros en conducción.
  • Modelo estático.

CARACTERISTICAS DINAMICAS

  • Tiempo de recuperación inverso.(trr).
  • Influencia del trr en la conmutación.
  • Tiempo de recuperación directo.

POTENCIA

  • Potencia máxima disipable.
  • Potencia media disipada.
  • Potencia inversa de pico repetitivo.
  • Potencia inversa de pico no repetitivo

DIAC

Este es un dispositivo controlado por voltaje, el cual se comporta como dos diodos zener puestos en contraparalelo, cuando el voltaje de cualquier polaridad entre sus dos terminales excede el valor especificado, entra en avalancha y disminuye su resistencia interna a un valor muy bajo. Esto significa que, si es colocado en paralelo con la salida de una fuente de corriente alterna podrá recortar todos los picos positivos y negativos que pasen del voltaje del umbral del diac. Si es puesto en serie, solamente dejará pasar corriente cuando lleve más tensión que la del gatillado para triacs en circuitos de corriente El diseño de los primeros TRIACs fue la respuesta a la necesidad industrial de dispositivos tiristores que pudieran controlar en fase todo el ciclo de una onda de corriente alterna, incorporando las funciones de 2 SCRs dentro de una sola pastilla semiconductora, y ambos controlados por un solo gate. Las características de compuerta(gate) del TRIAC son muy diferentes de aquellas para dos SCR en contraparalelo, para los SCR, se debe aplicar una señal positiva de control entre el Gate 1 y el terminal principal 1 cuando el terminal Principal 1 es negativo, y entre el Gate 2 y el terminal Principal 2 sea negativo. Este método de operación requiere de dos circuitos separados de compuerta.

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TRIAC

En el TRIAC, el Gate 1 y el Gate 2 están conectados juntos y se pueden operar con solamente un circuito de control conectado entre las compuertas y el terminal Principal 1. El modo más fácil de gatillado para control de corriente alterna, es poner en conducción en ambos sentidos al TRIAC basta con darle al gate un poco de señal de la misma corriente(polaridad) que haya en ese momento en el Terminal Principal 2. También es posible con polarización negativa en el terminal de compuertas durante ambos semiciclos. Para manejo de corriente directa, basta con suministrar al gate una señal positiva de manera similar a como se controla un SCR.
Si ponemos en serie con el terminal del gate un dispositivo que garantice pulsos de disparo con voltaje superior al nivel de umbral del TRIAC(punto en el cual el triac no sabe si conducir o no), obtendremos lo que se conoce como QUADRAC.

CIRCUITO DE DISPARO

En la figura se muestra un circuito practico de disparo de un triac utilizando un UJT. El resistor RF es un resistor variable que se modifica a medida que las condiciones de carga cambian. El transformador T1 es un transformador de aislamiento, y su propósito es aislar eléctricamente el circuito secundario y el primario, para este caso aísla el circuito de potencia C.A. del circuito de disparo.

La onda senoidal de C.A. del secundario de T1 es aplicada a un rectificador en puente y la salida de este, a una combinación de resistor y diodo zener que suministran una forma de onda de 24 v sincronizada con la línea de C.A.

Cuando la alimentación de 24 v se establece, C1 comienza a cargarse hasta la Vp del UJT, el cual se dispara y crea un pulso de corriente en el devanado primario del transformador T2. Este se acopla al devanado secundario, y el pulso del secundario es entregado a la compuerta del triac, encendiéndolo durante el resto del semiciclo. Las formas de onda del capacitor( Vc1), corriente del secundario de T2 ( Isec) y voltaje de carga (VLD), se muestran en la figura 2(b), (c),(d).

La razón de carga de C1 es determinada por la razón de RF a R1, que forman un divisor de voltaje, entre ellos se dividen la fuente de C.D. de 24 v que alimenta al circuito de disparo. Si RF es pequeño en relación a R1, entonces R1 recibirá una gran parte de la fuente de 24 v , esto origina que el transistor pnp Q1 conduzca, con una circulación grande de corriente por el colector pues el voltaje de R1 es aplicado al circuito de base, por lo tanto C1 se carga con rapidez. Bajo estas condiciones el UJT se dispara pronto y la corriente de carga promedio es alta.

Por otra parte si RF es grande en relación a R1, entonces el voltaje a través de R1 será menor que en el caso anterior, esto provoca la aparición de un voltaje menor a través del circuito base-emisor de Q1 con la cual disminuye su corriente de colector y por consiguiente la razón de carga de C1 se reduce, por lo que le lleva mayor tiempo acumular el Vp del UJT. Por lo tanto el UJT y el triac se disparan después en el semiciclo y la corriente de carga promedio es menor que antes.

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Esta informacion fue extraida del la pagina http://ccpot.galeon.com/enlaces1737094.html

UJT

 

Es un dispositivo de disparo. Es un dispositivo que consiste de una sola unión PN,Físicamente el UJT consiste de una barra de material tipo N con conexiones eléctricas a sus dos extremos (B1 y B2) y de una conexión hecha con un conductor de aluminio (E) en alguna parte a lo largo de la barra de material N. En el lugar de unión el aluminio crea una región tipo P en la barra, formando  así una unión PN. Ver el siguiente gráfico

Como se dijo antes este es un dispositivo de disparo. El disparo ocurre entre el Emisor y la Base1 y el voltaje al que ocurre este disparo está dado por la fórmula: Voltaje de disparo = Vp = 0.7 + n x VB2B1

Donde:
- n = intrinsic standoff radio (dato del fabricante)
- VB2B1 = Voltaje entre las dos bases

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TRANSISTOR MONOUNION UJT

Se utiliza generalmente para generar señales de disparo en los SCR. Un UJT tiene tres terminales, conocidas como emisor E, base1 B1 y base2 B2. Entre B1 y B2 la monounión tiene las ccracterísticas de una resistencia ordinaria (la resistencia entre bases RBB teniendo valores en el rango de 4.7 y 9.1 K). Cuando se aplica el voltaje de alimentación Vs en DC, se carga el capacitor C a través de la resistencia R, dado que el circuito emisor del UJT está en estado abierto. La constante de tiempo del circuito de carga es T1=RC. Cuando el voltaje del emisor VE, el mismo que el voltaje del capacitor llega a un valor pico Vp, se activa el UJT y el capacitor se descarga a través de RB1 a una velocidad determinada por la constante de tiempo T2=RB1C. T2 es mucho menor que T1. Cuando el voltaje del emisor VE se reduce al punto del valle Vv, el emisor deja de conducir, se desactiva el UJT y se repite el ciclo de carga.
El voltaje de disparo VB1 debe diseñarse lo suficientemente grande como para activar el SCR. El periodo de oscilación, T, es totalmente independiente del voltaje de alimentación Vs y está dado por:
T = 1/f = RC ln 1/1-n

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RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA

Un diodo puede mantener el flujo corriente en una sola dirección, este es utilizado para cambiar una señal de AC a DC.

Rectificado de media onda

Este circuito tiene como fin eliminar uno de los dos semiperiodos que presenta una señal alterna (senoidal). El componente que se encarga de esta conversión por así decirlo es un diodo común y corriente, el cual tiene una propiedad de  conducir en un solo sentido.

 

Cuando polarizamos un diodo en directa la onda de salida de este será el semiperiodo positivo de la señal alterna, y si  lo polarizamos en inversa nos dará el semiperiodo negativo.

Este rectificador no es muy eficiente debido a que durante la mitad de cada ciclo la entrada se bloquea completamente desde la salida, perdiendo así la mitad de la tensión de alimentación. Por dicha razón este circuito tiene un alto factor de rizo que más adelante se hallara.

Rectificador de onda completa

En este caso D1 conduce y D2 estará polarizado inversamente. La corriente que pasa por D1circulara por la carga y regresara a la derivación central del secundario. El circuito se comporta entonces como rectificador de media onda, y la salida durante los semiciclos positivos será idéntica a la producida por el rectificador de media onda.
Y durante el semiciclo negativo del voltaje de AC de la línea, los voltajes serán negativos. Entonces D1 estará en corte y D2 conduce. La corriente conducida por D2 circulara por la carga y regresa a la derivación central. Se deduce que durante los semiciclos negativos también el circuito se comporta como rectificador de media onda, excepto que ahora el diodo D2 es el que conduce. Lo más importante es que la corriente que circula por la carga siempre pasa por la misma dirección y el voltaje vo será unipolar. La onda de salida se obtiene suponiendo que un diodo conductor tiene una caída constante de voltaje VDO, es decir, se desprecia el efecto de la carga.

 

 PUENTE RECTIFICADOR

En el rectificador en puente se hacen necesarios cuatro diodos en comparación con el circuito anterior. La operación del rectificador en puente consiste que durante los semiciclos positivos del voltaje de entrada Vs es positivo y la corriente es conducida a través del diodo D1, el resistor R y el diodo D2. Entre tanto los diodos D3 y D4 estarán polarizados inversamente; hay dos diodos en serie en la trayectoria de conducción y por lo tanto Vo será menor que Vs por dos caídas del diodo, esta es una desventaja del rectificador en puente.

Otra ventaja de este circuito es que solo se hace necesaria aproximadamente la mitad del número de vueltas para el devanado secundario del transformador. Se puede visualizar que cada mitad del devanado secundario del transformador con derivación central se utiliza solo la mitad del tiempo. 

 

Esta informacion fue extraida del la pagina http://html.rincondelvago.com/rectificador-de-onda-completa.html

MOSFET

 

 

TRANSISTORES MOSFET

Es un transistor de efecto de campo basado en la estructura MOS, este es uno de los transistores más utilizados en la industria microelectrónica, estos son dispositivos de efecto de campo que utilizan el campo eléctrico para crear un canal de conducción. 

Existen dos tipos de transistores los MOSFET de canal N (NMOS) y los, MOSFET de canal P (PMOS), estos transistores pueden ser de acumulación o deplexion.

ESTRUCTURA INTERNA

 Los terminales principales del MOS son el drenador y el surtidor, cuando aplicamos tensión  la unión drenador-sustrato impide la circulación de corriente de drenador.la zona N es rica en electrones siendo la zona P lo contrario.

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CAPACITANCIAS PARASITAS

 Las capacidades parasitas son las que no se colocan físicamente, sino que aparecen intrínsecamente al transistor. Debido a las capacidades parasitas puerta-drenaje, puerta-fuente y de sustrato, los circuitos MOSFET son más lentos que los circuitos bipolares, además su mayor disipación de potencia y su mayor densidad de fabricación les da una gran aceptación en muchas aplicaciones.

CONMUTACION DEL MOSFET

 -la corriente  de la bobina es conducida por el diodo y el mosfet alternativamente. Cuando este conduce poco a poco la tensión del diodo tiende a ser nula, el cual produce un pico de recuperación inversa el cual asume el mosfet. El mosfet tiene más pérdidas sobre todo en la entrada de conducción así como también presenta pérdidas cuando su conmutación es en carga puramente resistiva.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Tanto en el MOSFET de canal N o el de canal P, cuando no se aplica tensión en la compuerta no hay flujo de corriente entre en drenaje (Drain) y la fuente (Source)

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Para que circule corriente en un MOSFET de canal N una tensión positiva se debe aplicar en la compuerta. Así los electrones del canal N de la fuente (source) y el drenaje (Drain) son atraídos a la compuerta (Gate) y pasan por el canal P entre ellos.

El movimiento de estos electrones, crea las condiciones para que aparezca un puente para los electrones entre el drenaje y la fuente. La amplitud o anchura de este puente (y la cantidad de corriente) depende o es controlada por la tensión aplicada a la compuerta.

En el caso del MOSFET de canal P, se da una situación similar. Cuando se aplica una tensión negativa en la compuerta, los huecos (ausencia de electrones) del canal P del drenaje y de la fuente son atraídos hacia la compuerta y pasan a través del canal N que hay entre ellos, creando un puente entre drenaje y fuente. La amplitud o anchura del puente (y la cantidad de corriente) depende de la tensión aplicada a la compuerta.

Debido a la delgada capa de óxido que hay entre la compuerta y el semiconductor, no hay corriente por la compuerta. La corriente que circula entre drenaje y fuente es controlada por la tensión aplicada a la compuerta.

VENTAJAS

 La independencia de la entrada de los MOSFET es mayor que la de los BJT.

  • Los MOSFET generan un nivel de ruido menor a los BJT.
  • Los MOSFET son más estables con la temperatura a comparación de los BJT.
  • La alta impedancia de los MOSFET permite almacenar carga el tiempo suficiente para permitir el uso de elementos de almacenamiento a contrario de los BJT.

El Mosfet es frecuentemente usado como amplificador de potencia ya que ofrecen dos ventajas.

En la región activa de un MOSFET en modo de enriquecimiento, la capacitancia de entrada y la trasconductancia es casi independiente del voltaje de la compuerta y la capacitancia de salida es independiente del voltaje del drenador. Este puede proveer una potencia de amplificación muy lineal.
El rango de voltaje activo de la compuerta puede ser mayor porque los MOSFET’s de canal n en modo de vaciamiento pueden operar desde la región de modo de vaciamiento (-Vg) a la región de modo de enriquecimiento (+Vg).

OSCILOSCOPIO

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo. 

APLICACIONES 

Básicamente esto: 

  • Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.
  • Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.
  • Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.
  • Localizar averías en un circuito.
  • Medir la fase entre dos señales.
  • Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Los osciloscopios son de los instrumentos más versátiles que existen y lo utilizan desde técnicos de reparación de televisores a médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc. 

CONTROLES DE UN OSCILOSCOPIO 

A primera vista un osciloscopio se parece a una pequeña televisión portatil, salvo una rejilla que ocupa la pantalla y el mayor número de controles que posee.
En la siguiente figura se representan estos controles distribuidos en cinco secciones:

Osciloscopios digitales 

Los osciloscopios digitales poseen además de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal.

CONTROLES DE UN OSCILOSCOPIO 

A primera vista un osciloscopio se parece a una pequeña televisión portatil, salvo una rejilla que ocupa la pantalla y el mayor número de controles que posee.
En la siguiente figura se representan estos controles distribuidos en cinco secciones:
 

 

Osciloscopios digitales 

Los osciloscopios digitales poseen además de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal.

Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la sección vertical ajusta la amplitud de la señal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analógico.

El conversor analógico-digital del sistema de adquisición de datos muestrea la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la sección horizontal una señal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.

CONTROLES DEL OSCILOSCOPIO

  • BRIGHT: Girando su cursos se ajusta la intensidad de la pantalla.
  • FOCUS: Girándolo se ajusta el foco del trazo sobre la pantalla.
  • GRAT: Ilumina una cuadrícula o grilla que facilita la visualización de la señal.
  • TRACE: Selecciona la señal a trazar en la pantalla.
  • TRIGGER: Selecciona la fuente de disparo.
  • TRIGGER LEVEL: Selecciona el punto de la onda utilizado para disparar.
  • TIMEBASE: Selecciona la velocidad con la que el trazo se desplaza en la pantalla.
  • INPUT LEVEL: Ajusta el nivel de la entrada.
  • POS (Position): Establece la posición del trazo en la pantalla.

El instrumento dispone de un conector de entrada para cada canal, situado en el frente del mismo. Seguramente su osciloscopio tenga muchos otros mandos que éste, en esta introducción trataremos de cubrirlos a todos ellos.

 BRIGHT

Controla la intensidad lumínica (o brillo) de la pantalla. Esto es muy útil ya que los osciloscopios (a diferencia de las computadoras) no disponen de salvapantallas. Entonces, si deja un trazo brillante en la pantalla durante tiempos muy largos, puede suceder que esa imagen quede “quemada” sobre la superficie fluorescente del tubo quedando permanentemente visible, incluso con el instrumento apagado. Si desea (o necesita) dejar el instrumento conectado mucho tiempo con una señal estática será necesario bajar el brillo del trazo al mínimo para evitar este inconveniente. Cabe aclarar que la superficie quemada está en el interior del tubo, no pudiendo ser reparado de ninguna forma.

 FOCUS

Este mando permite ajustar la definición del trazo. Un trazo fuera de foco se ve difuso y poco definido, mientras que un trazo enfocado correctamente permite una clara y rápida visualización.

 GRATICULE

Este control permite iluminar una escala (o grilla) que facilita la medición de la señal visualizada. Usualmente es una película plástica colocada sobre la superficie del tubo la cual está dibujada con una matriz de cubos de 1cm cuadrado, generalmente con líneas punteadas. Comparando la matriz con la forma de onda, es posible efectuar la medida tanto de tensión como de frecuencia. Si el control es apagado la grilla no será visible.

 TRACE

También llamado “CHANNEL” este mando permite seleccionar el trazo a mostrar en la pantalla. Estas son las opciones más usuales junto con su explicación:

  • A: Sólo se muestra el trazo de la señal A.
  • B: Sólo se muestra el trazo de la señal B.
  • A+B: Se muestran tanto la señal A como la señal B (en dos trazos).
  • ADD: Las dos entradas de señal son sumadas y mostradas en un único trazo.

 TRIGGER LEVEL

Un trazo que exhibe una forma de onda sin el uso del TRIGGER (o disparador) se desplaza de forma similar que lo hace un sistema de TV cuando su sistema de traba horizontal está desajustado. El trigger detiene el trazo de una señal, hasta que una determinada parte de la forma de onda aparezca. Esto produce que el tubo se borre exactamente en el punto adecuado de la forma de onda para que ésta parezca estacionaria o quieta en un mismo lugar, facilitando su comprensión. Este control, por consiguiente, permite establecer el punto de la forma de onda donde debe actuar.

 TRIGGER SELECTOR

Selecciona el origen de la señal de disparo. La mayoría de los instrumentos de dos trazos pueden ser disparados tanto desde el canal A como el B. Algunos mas complejos, disponen de la facilidad de disparar desde una señal externa, en cuyo caso un conector (usualmente rotulado TRIGGER) permite ingresar dicho impulso.

TIMEBASE

La velocidad con la que se dibuja un trazo en la pantalla del tubo puede ser ajustada con el control TIMEBASE. Este está calibrado en segundos (S), milisegundos (mS = 0.001 segundos) o microsegundos (uS = 0.000001 segundos).

INPUT LEVEL

Ajusta el nivel de entrada de cada canal permitiendo que el trazo complete la totalidad de la pantalla. Este es un selector calibrado en Voltios por centímetro (V/cm). Dado que este mando se ajusta de acuerdo a la magnitud de la señal de entrada, un ajuste sobre el rango hará que la señal mostrada sea imperceptible, pero ajustarlo bajo la escala puede dañar los circuitos de entrada del instrumento. De todas formas los equipos actuales disponen de protección contra este tipo de inconvenientes.

 POSITION

Establece la posición vertical del trazo en la pantalla permitiendo facilitar la lectura de la señal. Por ejemplo, puede establecer de cero voltios a la posición central de la grilla para medir AC, o al pié de la pantalla para medir DC.

 

 

 

ELECTRONICA DE POTENCIA

Es la rama de la ingeniería eléctrica que  adapta y transformar la electricidad, con la finalidad de alimentar otros equipos, transportar energía, controlar el funcionamiento de maquinas eléctricas, etc.

Se refiere a la aplicación de dispositivos electrónicos, principalmente semiconductores, al control y transformación de potencia eléctrica. Esto incluye tanto aplicaciones en sistemas de control como de suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la interconexión sistemas eléctricos de potencia.

El principal objetivo de esta disciplina es el procesamiento de energía con la máxima eficiencia posible, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos, potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores trabajando en modo corte/saturación (on/off).

Dispositivos de potencia

Para estas aplicaciones se han desarrollado una serie de dispositivos semiconductores de potencia, todos los cuales derivan del diodo o el transistor. Entre estos se encuentran los siguientes:

  • Rectificador controlado de silicio (SCR en inglés)
  • Triac
  • IGBT
  • IGCT
  • UJT
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