DEPARTAMENTO DE AUTOMATIZACIN Y CONTROL INDUSTRIAL

LABORATORIO DE ELECTRNICA DE POTENCIA

INFORME 3

Tema :

Realizado por:

Alumno (s): XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERRERO

Fecha de Entrega: 2007_/_10 /_31_ f. _______________________________

Ao mes da Recibido por:

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AGOSTO 07 MARZO 08

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

Laboratorio de Electrnica de Potencia.

Nombre: XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERERO

PRACTICA N 3

TEMA: CIRCUITOS GENERADORES DE SEALES DE CONTROLMODULACION DE ANCHO DE PULSO (PWM)Y AMPLIFICADORES OPERACIONALES (AO)1. OBJETIVO

1.1. Implementar seales de control para elementos semiconductores de potencia usando osciladores de relajacin en base a elementos de resistencia negativa y a la tcnica PWM.

2. MARCO TEORICO

2.1. ELEMENTOS CON CARACTERISTICAS DE RESISTENCIA NEGATIVA (ERN)

Los elementos de resistencia negativa (ERN) tienen como aplicacin los osciladores de relajacin usados para la generacin de seales de control para el encendido de otros dispositivos de mayor potencia como SCRs, TRIACs, etc.

2.2. MODULACION DE ANCHO DE PULSO (PULSE WIDTH MODULATION PWM)

Una seal PWM (Modulador de Ancho de Pulso) es una onda cuadrada de periodo constante (T) y ancho de pulso variable (a). En una seal PWM se trabaja con relaciones de trabajo ( que representan el ancho de pulso con respecto al periodo. Lo que hace bsicamente un PWM es variar dinmicamente el ancho de pulso de manera que el tiempo en alto disminuya o aumente y en proporcin inversa, el tiempo de baja aumente o disminuya, pero eso s manteniendo el T constante

La tecnologa en el desarrollo de circuitos integrados ha tenido un enorme progreso logrando caractersticas de versatilidad, confiabilidad, tamao reducido, sencillez en su uso, etc., facilitando el diseo y la implementacin de circuitos para el control de sistemas electrnicos de potencia, un ejemplo es la tcnica conocida como PWM. Entre los circuitos integrados empleados para generar las seales de disparo cabe destacar a los amplificadores operacionales, el temporizador 555, el LM3524, el TCA785 y las compuertas lgicas de la familia CMOS 74CXX.

INFORME1. Generador de PWM rampa lineal sincronizado con la red, y relacin de trabajo variable entre 0,1 a 0,9 usando amplificadores operacionales.

En la salida del optoacoplador se tiene un tren de pulsos invertido, es decir un valor de Vcc casi todo el tiempo, que solo se apagar cuando la onda baje a 0V.

La red RC del segundo operacional crear una rampa mientras se carga el capacitor C. En el momento de interrupcin de luz se tendr una rpida descarga del capacitor a travs de .

Finalmente la etapa del comparador genera el PWM mediante las resistencias y acorde a la variacin del potencimetro.

Las formas de onda obtenidas fueron como las que se esperaban en el trabajo preparatorio.

2. Generador de PWM rampa cosenoidal sincronizado con la red, y relacin de trabajo variable entre 0,1 a 0,9 usando el circuito integrado CD40106B y amplificadores operacionales.

Inicia con un rectificador de onda completa, el zener regula el voltaje en Vcc pero tiene un pulso de O V en el momento que la onda pasa por cero. Este pulso es detectado por el smithtrigger.

Cuando el zener est en nivel alto se empieza a cragar el capacitor comienza a cargarse y su seal es ampllificada por el primer operacional. En el cruce por cero ste capacitor se descarga violentamente a travs de y el proceso vuelve a iniciar.

La seal de carga y descarga del capacitor es sensada por el segundo operacional y convertida en PWM con relacin de trabajo definida por , y .

Las formas de onda obtenidas fueron como las que se esperaban en el trabajo preparatorio.

Modulador de Ancho de PulsoOpto acoplador 4N25

EMBED Equation.3

Voltaje capacitor:

Voltaje de Salida:

Modulador de ancho de pulso con onda cosenoidal sincronizada con la redSea:

Sea:

Voltaje capacitor:

Voltaje de Salida:

NOTA:

Cabe aclarar que una seal PWM (Modulador de Ancho de Pulso) es una onda cuadrada de periodo constante (T) y ancho de pulso variable (a).

Generador de PWM con CD40106B

GENERADOR PWM CON RAMPA COSENOIDAL

CIRCUITO1

VOLTAJE A LA ENTRADA

VOLTAJE V1

VOLTAJE V2

VOLTAJE V3

VOLTAJE V4

VOLTAJE V4 y V5

CIRCUITO 2

VOLTAJE V1

VOLTAJE V2

VOLTAJE V3

VOLTAJE V4

VOLTAJE V5

CONCLUSIONES

La prctica realizada consisti en la realizacin de generadores de seales de control PWM con rampa lineal y rampa cosenoidal.

En la generacin con rampa lineal tuvimos que modificar la parte de la seal de referencia para la ltima etapa en el comparador, adicionando una resistencia de 33k en paralelo con el potencimetro por cuanto el ancho de pulso se perda al querer establecer una relacin de trabajo de 0.9, pero no llevo mayores complicaciones. Adicionalmente, pudimos conocer como mejorar la rampa lineal en la etapa del integrador, disponiendo de un potencimetro en R3 (de acuerdo al esquemtico).

Para la rampa cosenoidal la generacin de la seal no tuvo inconvenientes.

Se aprendi que la rampa lineal se usa en aplicaciones de conversores que no tienen que ser estrictamente lineales, y en cambio la rampa cosenoidal en aplicaciones de conversores que requieren ser lineales.

La utilizacin de opto acopladores es de mucha utilidad, porque fsicamente podemos aislar la tierra de la parte del de la tierra del fototransistor, que nos servir para casos en los que necesariamente la tierra de la seal de control tenga que ser independiente de la tierra del circuito de potencia.

Se implement los circuitos generadores de seales de control, pudindose visualizar las ondas necesarias para controlar los circuitos electrnicos de potencia.

La tcnica de PWM en base a circuitos integrados nos permite obtener una seal de pulsos con una frecuencia fija, a la cual se le puede variar sus anchos o en otras palabras su ciclo de trabajo.

El circuito implementado con el CD40106B, no present mayores dificultades, se debe tener muy en cuenta la polarizacin y el rango de voltaje que deben tener los capacitores para conseguir el buen funcionamiento del circuito.

BIBLIOGRAFA:

Mohan N., Undenland T, Robbins W. Power Electronics: Converters, Applications and design, John Wiley Sons.

Rashid M. , Electrnica de Potencia, Pretince-Hall

http://crm.ii.uam.es/web/index.php?seccion=4&pagina=3

EMBED PBrush

CARRERA DE INGENIERA ELCTRICA

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA

CIRCUITOS GENERADORES DE SEALES DE CONTROL

MODULACION DE ANCHO DE PULSO (PWM)

Y AMPLIFICADORES OPERACIONALES (AO)

EMBED Equation.3

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