Download laboratorio de electrónica de potencia práctica n°3

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA
PRÁCTICA N°3
1. TEMA
IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS DE DISPARO
2. OBJETIVOS
2.1. Diseñar e implementar circuitos analógicos para la generación de señales de
control utilizando la técnica de modulación de ancho de pulso (PWM) para el
disparo de dispositivos semiconductores de potencia.
3. INFORMACIÓN
La tecnología en el desarrollo de circuitos integrados ha tenido un enorme progreso
logrando características de versatilidad, confiabilidad, tamaño reducido, sencillez en su
uso, etc., facilitando el diseño y la implementación de circuitos para el control de sistemas
electrónicos de potencia, un ejemplo es la técnica PWM estudiada en la práctica anterior.
En la misma se ha mostrado que el integrado LM555, operando en condición aestable,
puede ser empleado para generar señales PWM que permitan una variación tanto del
ciclo de trabajo como de la frecuencia. Adicionalmente, se puede emplear amplificadores
operacionales, compuertas lógicas y otros chips digitales para generar ondas PWM que
estén sincronizadas en la red. Esto es muy importante cuando se desea disparar
semiconductores de potencia en intervalos de tiempo específicos con respecto al voltaje
sinusoidal de la red eléctrica. Por ejemplo, en la Figura 1 se muestra el circuito para
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generar una señal PWM con rampa lineal sincronizada con la red. En la Figura 2, se
presenta un circuito generador de una señal cosenoidal.
Figura 1. PWM con rampa lineal sincronizada con la red
Figura 2. PWM con rampa cosenoidal sincronizada con la red
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4. TRABAJO PREPARATORIO
4.1. Diseñar e implementar un circuito generador de una señal PWM con ancho de
pulso variable de 0.1 a 0.9 para señales de disparo de 1 [kHz], 5 [kHz] y 10 [kHz]
usando el circuito integrado 555.
4.2. Diseñar e implementar dos circuitos generadores de señal PWM con relación de
trabajo variable de 0.1 a 0.9 y sincronizadas con la red, empleando las técnicas
de rampa lineal y cosenoidal.
4.3. Simular los circuitos de los apartados 4.1 y 4.2.
4.4. Para la práctica, traer implementados todos los circuitos anteriores.
5. EQUIPO Y MATERIALES

Fuente de poder DC.

Osciloscopio.

Puntas de prueba.

Cables.
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Para el circuito diseñado en el literal 4.1 del trabajo preparatorio, verificar que al
cambiar los valores del capacitor correspondiente se obtienen las tres frecuencias
deseadas para la onda PWM. Igualmente, verificar que para todos los casos se
cumple la modificación del ciclo de trabajo entre 0.1 y 0.9.
6.2. Para los circuitos diseñados en los literales 4.1 y 4.2, observar las formas de onda
de las rampas lineal y cosenoidal de los circuitos. Igualmente, constatar que se
cumple la variación de la relación de trabajo y que para ambos casos la señal
PWM se encuentra sincronizada con la red eléctrica.
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7. INFORME
7.1. Presentar las formas de onda obtenidas en el osciloscopio para todos los circuitos
implementados en la práctica. Comparar y comentar los resultados de simulación
y los resultados experimentales (formas de onda).
7.2. Presentar los circuitos finales y justificar, de ser caso, los cambios realizados en
los valores de los elementos con respecto a los circuitos diseñados.
7.3. Por cada mesa de trabajo (2 estudiantes) se deberá traer en el día
correspondiente de la realización de la Práctica 5, una placa de circuito impreso
(PCB) que contenga:
 Un circuito de disparo con 555 de una señal PWM con relación de trabajo
variable entre 0.1 y 0.9 y frecuencia de 5 [kHz]. Sugerencia: En la PCB
emplear el zócalo apropiado que permita la modificación del capacitor que
regula la frecuencia de la onda PWM.
 Un circuito de disparo (rampa lineal o cosenoidal) sincronizado con la red con
relación de trabajo variable entre 0.1 y 0.9.
7.4 Conclusiones y recomendaciones.
NOTA: DE MANERA OBLIGATORIA, LA PCB DEBERÁ MOSTRAR EL
NOMBRE DE LOS ESTUDIANTES CON EL PROPIO COBRE DE LA PLACA.
8. REFERENCIAS
[1] Floyd, T., Dispositivos Electrónicos, Pearson Education, 8va edición, 2008.
[2] C. J. Savant and G. L. Carpenter, Diseño electrónico circuitos y sistemas.
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