Ingeniera Electrnica Electronica de Potencia II

CONTROL DE MOTOR DC CON EL LM3524

I.

OBJETIVOS:

Comprender y analizar las caractersticas bsicas de un control realimentado para los convertidores de alimentacin conmutados. Estudio de la tcnica de modulacin de la anchura de pulso (PWM). Implementacin y desarrollo del diseo del control de motor DC con el LM3524. Familiarizarse con los componentes utilizados en el diseo. Analizar el resultado del diseo dado.

II.

Marco Terico:

A) INVERSORES CON MODULACIN PWM El objetivo de un inversor es generar tensin alterna a partir de tensin continua. Adems, interesa poder variar la tensin eficaz y la frecuencia de la tensin alterna generada. La Modulacin por Ancho de Pulso (PWM) es un sistema de control para los inversores con el cual se obtiene una onda de salida de notables caractersticas y elevadas prestaciones, y reducido contenido armnico. Segn sea la aplicacin se pueden controlar diferentes caractersticas de la seal de salida como son la tensin o la frecuencia. Es decir, se pretende que la tensin de salida presente grandes ventajas respecto a una onda cuadrada. El circuito de potencia es el llamado puente H, normalmente implementado con transistores MOSFET o IGBT, debido a que en general trabaja con una frecuencia de conmutacin del orden de los 15Khz. El conjunto control y potencia se muestra en la Figura2.3.

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En muchas aplicaciones industriales, a menudo es necesario controlar el voltaje de salida de los inversores para hacer frente a las variaciones de la entrada DC, o cumplir unos requisitos de voltaje y frecuencia en la salida. Existen varias tcnicas para modificar el voltaje de salida de un inversor, como son la regulacin de la entrada DC, o el control de la modulacin por ancho de pulso. En la modulacin por ancho de pulso, las tcnicas ms comnmente utilizadas son: Modulacin de un solo ancho de pulso. Modulacin de varios anchos de pulso. Modulacin senoidal del ancho de pulso. Modulacin senoidal modificada del ancho de pulso. Control por desplazamiento de fase.

Un punto negativo del control PWM actual es la eficiencia, debido a las prdidas por conmutacin de los semiconductores por las altas frecuencias con las que operan.

B) MODULACIN DE UN SOLO ANCHO DE PULSO En el control por modulacin de una solo ancho de pulso existe un solo pulso por cada medio ciclo. El ancho de pulso se hace variar, con el objetivo de controlar la tensin de salida del inversor, sin prestar atencin alguna al contenido armnico. El resultado es una onda cuadrada difcil de filtrar para obtener una onda senoidal pura. La salida de este tipo de modulacin se muestra en la Figura 2.4.

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III.

Diseo:

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IV.

MATERIALES SG 3524 Potenciomero de 10k ohmios 3 Resistencias de 10kohmios 1 Resistencia de 20 kohmios 1 Resistencia de 50 kohmios 1 Resistencia de 100 kohmios 1Diodo zener de 5voltios 1 Capacitor de 0.01 uf (ceramico) 1Capacitor de 0.001 uf (ceramico) 2 capacitores de 50 voltios(electroliticos) 1Mosfet canal P 1Motor 1Fuente regulada

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V. CUESTIONARIO 1. Descripcin de la parte interna del C.I SG 3524. El SG3524 es un regulador de conmutacin de circuitos integrados que tiene todos los circuitos esenciales necesarios para la toma de un regulador de conmutacin en el modo single ended o push-pull. Los circuitos dentro del SG3524 incluyen modulador de ancho de pulso, oscilador, tensin de referencia, amplificador de error, el circuito de proteccin contra sobrecargas, los conductores de salida, etc Diagrama esquemtico

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Diagrama de bloques

2. Diagramas circuitales adicionales con C.I SG 3524 A continuacin presentamos dos diagramas circuitales adicionales que se pueden implementar usando el SG3524 el primero es una fuente comn SMPS para obtener desde 26Vcc a 5V 5A.

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Este otro circuito es para una fuente Step-UP, para elevar la tensin. En este caso eleva de 5V a +/-15V, no entra mucha corriente, de hecho menos de 100mA por lo que solo sirve para circuitos lgicos, pero se puede modificar para ms corriente.

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3. Diagrama circuital de un inversor usando el SG3524 Este es un inversor para 250 vatios.. Como puede notarse, el SG3524 es el corazn de este inversor PWM, que puede corregir la tensin de salida en contra de las variaciones en la carga de salida. En un inversor PWM el cambio en la carga de salida no afecta directamente a la tensin de salida (cuando la carga aumenta la produccin disminuye la tensin de salida y viceversa), pero en un inversor PWM el voltaje de salida se mantiene constante en un rango de carga de salida. El Resisor R2 y el capacitor C1 ajusta la frecuencia interna del oscilador de IC1. En el modo Preestablecido R1 puede ser utilizado para el ajuste fino de la frecuencia del oscilador. El pin 14 y pin 11 son los terminales del emisor del transistor conductor interno del circuito integrado. Las terminales del colector de los transistores driver (pin 13 y 12) estn unidas entre s y conectados a la salida regulada de 8 voltios (salida del 7808). Dos rfagas de impulsos de 50 Hz que equivale 180 grados fuera de fase estn disponibles en el pin 14 y 15 del IC1. Estas son las seales que controlan los transistores de etapas posteriores. Cuando la seal en el pin 14 es alto, el transistor Q2 se enciende y a su vez hace que el transistor Q4, Q5, Q6 estn ON por la corriente que fluye de la fuente de 12 V (batera), conectada a un punto (marcado con una etiqueta) a travs de la mitad superior del primario del transformador (T1) que lleva las cargas a tierra a travs de los transistores Q5 Q4 y Q6. Como resultado de ello se induce una tensin en el secundario del transformador (debido a la induccin electromagntica) y esto contribuye a la tensin de la mitad del ciclo superior de la onda de salida de 220V. Durante este perodo, el pin 11 ser bajo y sus etapas posteriores estarn inactivos. Cuando el pin 11 est en alto, Q3 estar y como resultado Q7, Q8 y Q9 tambin estarn encendidos. La corriente fluye de la fuente de +12 V a travs de la mitad inferior del primario del transformador y se va a tierra a travs de los transistores Q7, Q8, Q9 y la tensin resultante inducida en el secundario T2 contribuye al ciclo de la mitad inferior de los 220 voltios de salida. Los transistores de potencia deben de montarse en disipadores de calor adecuados. El IC1 debe de montarse en una base para facilitar su desmontaje en caso de ser necesario.

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4. simulacin

A B C D

BAT112v

Q12SK1058

1

2

R110k A

1 4 7

2 5 8 0

3 6 9 #

B

U19 10 1 2 3 4 5 6 7 OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT MCLR/Vpp/THV RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD 21 22 23 24 25 26 27 28 11 12 13 14 15 16 17 18 C

RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT PIC16F876

D

Presionando en el teclado la tecla 1.

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Presionando en el teclado la tecla 5 vemos como varia el ancho de pulso.

Presionando la tecla 9, obtenemos el mximo ancho de pulso

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