DETECTORES DE CRUCE POR CERO

Detector de cruce por cero no inversor.En la siguiente figura, se muestra el circuito de deteccin de cruce por cero no inversor . El voltaje de la entrada no inversora se compara con el voltaje de referencia en la entrada inversora (en este caso, est conectada a tierra 0 volts), cuando el voltaje en la entrada es ms positivo que 0V, el voltaje de salida ser igual al voltaje de saturacin del amplificador operacional, esto es un poco menor que el voltaje de polarizacin VCC.

Cuando el voltaje en la entrada es ms negativo que el voltaje de referencia, entonces el voltaje de salida ser igual al voltaje de saturacin negativo VSAT.De la misma forma, cuando el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de referncia, el voltaje de salida +Vsat.Esto se puede apreciar con mayor claridad en la siguiente grfica.

En la figura, se muestra la seal de salida que se obtiene cuando se aplica una seal triangular de 100 Hz.Como se puede observar, durante el ciclo positivo de la seal de entrada Vi, la seal de salida Vo ser igual al voltaje de saturacin positivo VSAT; por otra parte, cuando el la seal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, el voltaje de salida Vo ser igual al voltaje de saturacin negativo -VSAT del amplificador operacional.

Detector de cruce por cero inversorAhora se procede con el detector inversor de la siguiente figura.

En el detector de cruce por cero inversor, el voltaje de salida ser VSAT cuando el voltaje de entrada es ms positivo que el voltaje de referencia (0V) y cuando el voltaje de entrada es ms negativo que el voltaje de referencia, la salida ser Vsat.De la misma manera se puede, apreciar con mayor claridad en la figura siguiente.

Se observa que la seal de salida Vo se encuentra invertida a la seal de entrada, debido a que la configuracin del circuito es inversora. Asimismo, se puede ver que durante el ciclo positivo de la seal de entrada Vi, el voltaje de la seal de salida ser -VSAT y, cuando la seal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, la seal de salida ser VSAT.

Conclusiones:Los circuitos detectores de cruce por cero, son sumamente sencillos en su construccin, y altamente tiles. Tienen un amplio campo de aplicacin, que va desde comparar seales, como se hizo en esta prctica, hasta aplicaciones ms complejas en las que se combinan con elementos mecnicos y neumticos, para formar indicadores de nivel.Dada a su fcil construccin es importante tenerlos en cuenta al momento de realizar un trabajo de instrumentacin. Se debe hacer mencin que se tuvieron algunos problemas con el 339, ya que necesita una resistencia de pull-up para poder visualizar la seal de salidaTransistores de potenciaTransistores de potenciaSe le llama transistor de potencia al transistor que tiene una intensidad grande (ICgrande), lo que corresponde a una potencia mayor de 0,5 W. En este tipo de transistores laccque se puede obtener en su fabricacin suele ser bastante menor que en los de baja potencia (cc= 20 100).

El funcionamiento y utilizacin de los transistores de potencia es idntico al de los transistores normales, teniendo como caractersticas especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar y, por tanto, las altas potencias a disipar.Existen tres tipos de transistores de potencia: bipolar. unipolar o FET (Transistor de Efecto de Campo). IGBT.

ParmetrosMOSBipolar

Impedancia de entradaAlta (1010 ohmios)Media (104 ohmios)

Ganancia en corrienteAlta (107)Media (10-100)

Resistencia ON (saturacin)Media / altaBaja

Resistencia OFF (corte)AltaAlta

Voltaje aplicableAlto (1000 V)Alto (1200 V)

Mxima temperatura de operacinAlta (200C)Media (150C)

Frecuencia de trabajoAlta (100-500 Khz)Baja (10-80 Khz)

CosteAltoMedio

El IGBT ofrece a los usuarios las ventajas de entrada MOS, ms la capacidad de carga en corriente de los transistores bipolares Trabaja con tensin. Tiempos de conmutacin bajos. Disipacin mucho mayor (como los bipolares).Nos interesa que el transistor se parezca, lo ms posible, a un elemento ideal: Pequeas fugas. Alta potencia. Bajos tiempos de respuesta (ton , toff), para conseguir una alta frecuencia de funcionamiento. Alta concentracin de intensidad por unidad de superficie del semiconductor. Que el efecto avalancha se produzca a un valor elevado ( VCE mxima elevada). Que no se produzcan puntos calientes (grandes di/dt ).Una limitacin importante de todos los dispositivos de potencia y concretamente de los transistores bipolares, es que el paso de bloqueo a conduccin y viceversa no se hace instantneamente, sino que siempre hay un retardo (ton , toff). Las causas fundamentales de estos retardos son las capacidades asociadas a las uniones colector - base y base - emisor y los tiempos de difusin y recombinacin de los portadores.Principios bsicos de funcionamientoLa diferencia entre un transistor bipolar y un transistor unipolar o FET es el modo de actuacin sobre el terminal de control. En el transistor bipolar hay que inyectar una corriente de base para regular la corriente de colector, mientras que en el FET el control se hace mediante la aplicacin de una tensin entre puerta y fuente. Esta diferencia vienen determinada por la estructura interna de ambos dispositivos, que son substancialmente distintas.Es una caracterstica comn, sin embargo, el hecho de que la potencia que consume el terminal de control (base o puerta) es siempre ms pequea que la potencia manejada en los otros dos terminales.En resumen, destacamos tres cosas fundamentales: En un transistor bipolar IBcontrola la magnitud de IC. En un FET, la tensin VGScontrola la corriente ID. En ambos casos, con una potencia pequea puede controlarse otra bastante mayor.

EL TRIAC

ElTRIAC(Triode for Alternative Current)es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversin de la tensin o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. ElTRIACpuede ser disparado independientemente de la polarizacin de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

ESTRUCTURA

CURVACARACTERSTICA

Como se pudo notar el Triac es un SCR bidirreccional. La corriente y la tensin de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y con el aumento de la tensin de bloqueo. Las corrientes de prdida del Triac son pequeas, del orden de 0,1 m A a la temperaturaambiente. El Triac conmuta del modo de corte al modo de conduccin cuando se inyecta corriente a la compuerta. Despus del disparo la compuerta no posee control sobre el estado del Triac. Para apagar el Triac la corriente andica debe reducirse por debajo del valor de la corriente de retencin IH.

DISPARO POR CC

En este caso la tensin de disparo proviene de una fuente de tensin continua aplicada alTRIACa travs de una resistencia limitadora de la corriente de puerta. Es necesario disponer de un elemento interruptor en serie con la corriente de disparo encargado de la funcin de control, que puede ser un simple interruptor mecnico o un transistor trabajando en conmutacin. Este sistema de disparo es el normalmente empleado en los circuitos electrnicos alimentados por tensiones continuas cuya funcin sea la de control de una corriente a partir de una determinada seal de excitacin, que generalmente se origina en un transductor de cualquier tipo.

DISPARO POR AC

El disparo por corriente alterna se puede realizar mediante el empleo de un transformador que suministre la tensin de disparo, o bien directamente a partir de la propia tensin de la red con una resistencia limitadora de la corriente de puerta adecuada y algn elemento interruptor que entregue la excitacin a la puerta en el momento preciso.

CARACTERSTICAS GENERALES

La versatilidad delTRIACy la simplicidad de su uso le hace ideal para una amplia variedad de aplicaciones relacionadas con el control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilizacin como interruptor esttico ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecnicos convencionales, que requieren siempre el movimiento de un contacto, siendo la principal la que se obtiene como consecuencia de que elTRIACsiempre se dispara cada medio ciclo cuando la corriente pasa por cero, con lo que se evitan los arcos y sobre tensiones derivadas de la conmutacin de cargas inductivas que almacenan una determinada energa durante su funcionamiento. Resumiendo, algunas caractersticas de los TRIACS:-El TRIACconmuta del modo de corte al modo de conduccin cuando se inyecta corriente a la compuerta. Despusdel disparo la compuerta no posee control sobre el estado del TRIAC. Para apagar elTRIACla corriente andica debe reducirse por debajo del valor de la corriente de retencin Ih.-La corriente y la tensin de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y con el aumento de la tensinde bloqueo.

APLICACIONES

La aplicacin de los TRIACS, a diferencia de los Tiristores, se encuentra bsicamente en corriente alterna. Su curva caracterstica refleja un funcionamiento muy parecido al del tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto es debido a su direccionalidad.-La principal utilidad de los TRIACSes como regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna.