UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL

CONO SUR DE LIMA

(UNTECS)

ELECTRONICA INDUSTRIAL

PRE LABORATORIO N°1

PUENTES RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA

ALUMNO:

SAENZ MONTALVAN DAVID ENRIQUE

Analice el funcionamiento, importancia, esquema y aplicación de los circuitos auxiliares de

conmutación snubber dentro de la electrónica de potencia.

SNUBBER:

Es un circuito auxiliar, se posiciona casi siempre a través de la célula de conmutación que

absorbe energía para después realizar una compensación de esta misma. Aunque se puede

utilizar para reducir pérdidas de conmutación, algunos circuitos de este tipo RC sirven también

para evitar un falso disparo de algún componente.

Snubbers de tensión disipativos

Como ya se mencionó anteriormente los circuitos de ayuda a la conmutación o snubbers de

tipo disipativo, eliminarán la energía absorbida durante la conmutación disipándola en una

resistencia.

Snubber de tensión RC

Consta de una resistencia y un condensador que serán colocados en paralelo con el dispositivo.

A pesar de su sencillez este circuito permite amortiguar las posibles resonancias parásitas y

controlar la pendiente de la tensión en el semiconductor. En la figura semuestra la red RC

aplicada a un circuito genérico con un interruptor en conmutación. La incorporación de la red

RC permitirá reducir las pérdidas en el paso a bloqueo. Si los valores de R y C se escogen

adecuadamente las pérdidas en conmutación podrían verse reducidas hasta un 40 %,

incluyendo las presentes en la resistencia R.

Análisis de funcionamiento

Aunque el snubber RC no es el circuito más apropiado para facilitar las conmutaciones de un

transistor, si tiene especial utilidad como snubber de diodos y tiristores, para suprimir

sobretensiones y reducir la derivada de tensión durante el apagado. La figura 3.4, se

corresponde con el esquema eléctrico de un convertidor CC/CC reductor, aunque puede ser

extensible a otros convertidores, donde se ha incorporado una inductancia parásita Ls en serie

con el diodo y un circuito de ayuda a la conmutación RC en paralelo con el diodo. Dicho

circuito estará encargado de la protección del diodo ante la sobretensión que la inductancia Ls

provocará durante el bloqueo de éste.

Snubber de tensión RCD

Este tipo de circuitos encuentran un amplio campo de aplicación en la protección de

interruptores, como es el caso de los transistores bipolares que se irán mostrando en las

sucesivas figuras. Podemos distinguir dos utilidades en los circuitos RCD (resistencia

condensador y diodo):

· Control de la pendiente de subida de la tensión en el interruptor durante el transitorio de

apagado.

· Enclavamiento de la tensión en el interruptor.

En la figura 3.12 se muestra la disposición del snubber RCD sobre el interruptor.

Tipos de conmutación:

1.- Conmutación dura:

La operación de los semiconductores de potencia consiste en regular la cantidad de energía

deseada a la salida. Existen dos formas en las cuales puede trabajar el interruptor, en

conmutación dura o suave.

2.- Conmutación suave:

En ciertas topologías de convertidores conmutados, dispositivos LC resonantes pueden ser

utilizados principalmente para moldear el voltaje y la corriente en el interruptor para

proporcionar conmutación a cero voltajes y a cero corriente, es decir un periodo de

conmutación, existen intervalos de operación tanto resonantes como no resonantes.

3.- Conmutación a cero voltajes quasi- resonante:

Es un convertidor resonante, en la red de conmutación de un convertidor por ancho de pulso o

PWM es reemplazada por una red de conmutación que contiene elementos resonantes.

4.- Conmutación a cero corriente:

En estos convertidores, los interruptores de potencia son conmutados a cero corriente, es

decir, tienen un apagado “suave” pero al momento del encendido, el interruptor tiene un

crecimiento brusco en la corriente, por lo que al momento del encendido este lo realiza en

conmutación dura.

Contenido armónico y factor de distorsión de tensiones y corrientes para los diferentes

Snubber.

Los armónicos son corrientes o tensiones, o ambos, presentes en un sistema eléctrico, con

frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental. Con el creciente aumento en el uso de

cargas no lineales (procedentes de la electrónica de potencia), se han empezado a tener

problemas en las instalaciones eléctricas, debido a generación de armónicos de corriente y

tensión en el sistema eléctrico. Entre éstos están sobrecalentamiento de cables,

transformadores y motores, corrientes excesivas en el neutro y fenómenos de resonancia

entre los elementos del circuito. El incremento de la distorsión armónica de tensión puede

causar un funcionamiento incorrecto de muchos equipos (especialmente los menos robustos)

que han sido diseñados para operar en condiciones normales (poca distorsión armónica).

En los sistemas de potencia, los motores son una componente muy representativa de la carga

y se usan ampliamente en instalaciones industriales y comerciales. Los motores de inducción

son sensibles a los armónicos y se ven sometidos a todas las variaciones de la fuente de

potencia, lo que afecta su funcionamiento y características de operación. Los efectos de la

distorsión armónica sobre el funcionamiento del motor han sido tratados extensivamente en

la literatura. Este documento presenta una breve revisión de los efectos de los armónicos de

tensión en motores de inducción.

Distorsión armónica

La fuente de tensión no sinusoidal puede expresarse en forma general como:

Donde V1es la tensión fundamental, Vn representa la tensión armónica de orden n y θn es el

ángulo de fase.

Investigue y diseñe un circuito de disparo para el puente rectificador de media onda

controlado.

En la figura se muestra el diagrama de bloques de un circuito generador del disparo de

tiristores de un rectificador controlado de media onda o de una rama de un rectificador

controlado de onda completa. La señal de disparo se obtiene de la comparación de una señal

triangular sincronizada con la red y una tensión de control.

Una forma de controlar la salida de un rectificador de media onda es utilizar un SCR en

lugar de un diodo. En la figura se presenta un rectificador de media onda controlado

con una carga resistiva. Se deben cumplir dos condiciones antes que el SCR pueda

entrar en conducción:

1.- El SCR debe estar polarizado en directa.

2.- Se debe aplicar una corriente a la puerta del SCR.

A diferencia del diodo, el SCR no entrará en conducción en cuanto a la señal de

generador sea positiva. La conducción no se inicia hasta q se aplica una corriente de

puerta, lo cual es la base para utilizar el SCR como medio de control. Una vez que el

SCR conduce, la corriente de puerta se debe retirar y el SCR continúa en conducción

hasta que la corriente se hace igual a cero.

Para el puente rectificador de media onda no controlado, calcule analíticamente:

Evalué las perdidas eléctricas sobre los diodos del circuito de la gura . y . Adicionalmente

verifique sus especificaciones térmicas

Principales características

Tensión inversa de pico máximo: 1KV (VRRM) max

Tensión máxima en un circuito rectificador de madia onda con carga capacitiva: 500 V

(Vef)

Rango de temperatura: - 65 ºC a +125 ºC

Caída de tensión: 1,1 V (VF)max

Corriente en sentido directo: 1 A (If)

Corriente máxima de pico: 30 A (Ifsm)max

Especifique los instrumentos a utilizar en el laboratorio y el protocolo de medición a utilizar

durante la actividad práctica.

PROTOCOLO DE MEDICIÓN:

Para la medición se baso en el siguiente protocolo

1.- Simular los circuitos de la guía en proteus

2.- Observar las señales obtenidas y sus valores.

3.- Implementar físicamente los circuitos en el protoboard.

4.- Alimentar el circuito con una señal de VP= 5V y F=60HZ.

5.- Se utilizó el osciloscopio para las mediciones de los 3 circuitos.

6.- Para las mediciones de voltaje de los circuitos se utilizó el Channel 1 del osciloscopio,

poniendo una de las puntas de medición en la toma a tierra, y la otra en el ánodo del diodo y el

channel 2 se puso una punta en tierra y la otra en la fuente para comparar las señales.

7.- Para mediciones de corriente se utilizó el multímetro para esto se conectó la punta

haciendo un puente entre los dos puntos de medición donde circula la corriente.

8.- Se retiro la fuente de alimentación

9.- Se repitió el proceso de medición para corroborar los datos.

10.- Se anoto los valores obtenidos.