Recorte de Fase

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Variador de velocidad con el TDA20B6A Capítulo 5 Recorte de fase El recorte de fase se emplea cadavez que se tiene la ne- cesidad de controlar la tensión eftcaz aplicada a una carga. Los montajes de recorte de fase son también denominados graduadores, pero su utilización va más allá del límite de la graduación del alumbrado: variación de la velocidad, aplicación de tensión progresiva y regulación de temperatura o de velocidad, son otras aplicaciones de los graduadores. En este capítulo, el lector encontrará un variador de veloci- dad, un regulador de velocidad y un graduador progresivo, así como las características principales de dos circuitos inte- grados especializados, lo que le permitirá tener una visión global del recorte de fase. VARIADOR DE VELOCIDAD CON EL TDA2O86A El variador de velocidad, cuyo esquema está representa- do en la figura 5.1, está controlado por el TDA2086A. Está diseñado para variar la velocidad de un motor universal de una potencia aparente de 1,5 kVA como máximo, 1o que co- rresponde a una potencia útil de unos 900 W, dado el ren- dimiento de los motores universales. El disipador está pre- visto para dejar pasar una intensidad eficaz en el triac de i A. El BTA12 disipa 7,5 W para 7 A"¡., debiendo el disipador tener una resistencia térmica de 8,5'C/!V, si se recubre el triac con grasa o pasta de evacuación térmica. Un disipador de 7'CIIV permite, ya sea utilizar dicha grasa, o bien tolerar sobrecargas temporales cortas a 25"C de temperatura am- biente. Dicho claramente, la segunda solución es preferible. Un fusible rápido de 8 A 5x2O mm tipo FA de Ferrazprote- gerá el triac en caso de cortocircuito. El TDA2086A, cuyo diagrama sinóptico se muestra en la figura 5.2, controla un triac sin resistencia de puerta, ya que posee una limitación interna. Está previsto para proporcionar más de 50 mA

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Electrónica potencia

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Variador de velocidad con el TDA20B6A

Capítulo 5Recorte de fase

El recorte de fase se emplea cadavez que se tiene la ne-cesidad de controlar la tensión eftcaz aplicada a una carga.Los montajes de recorte de fase son también denominadosgraduadores, pero su utilización va más allá del límite dela graduación del alumbrado: variación de la velocidad,aplicación de tensión progresiva y regulación de temperaturao de velocidad, son otras aplicaciones de los graduadores.En este capítulo, el lector encontrará un variador de veloci-dad, un regulador de velocidad y un graduador progresivo,así como las características principales de dos circuitos inte-grados especializados, lo que le permitirá tener una visiónglobal del recorte de fase.

VARIADOR DE VELOCIDAD CON EL TDA2O86A

El variador de velocidad, cuyo esquema está representa-do en la figura 5.1, está controlado por el TDA2086A. Estádiseñado para variar la velocidad de un motor universal deuna potencia aparente de 1,5 kVA como máximo, 1o que co-rresponde a una potencia útil de unos 900 W, dado el ren-dimiento de los motores universales. El disipador está pre-visto para dejar pasar una intensidad eficaz en el triac de i A.El BTA12 disipa 7,5 W para 7 A"¡., debiendo el disipadortener una resistencia térmica de 8,5'C/!V, si se recubre eltriac con grasa o pasta de evacuación térmica. Un disipadorde 7'CIIV permite, ya sea utilizar dicha grasa, o bien tolerarsobrecargas temporales cortas a 25"C de temperatura am-biente. Dicho claramente, la segunda solución es preferible.Un fusible rápido de 8 A 5x2O mm tipo FA de Ferrazprote-gerá el triac en caso de cortocircuito. El TDA2086A, cuyodiagrama sinóptico se muestra en la figura 5.2, controla untriac sin resistencia de puerta, ya que posee una limitacióninterna. Está previsto para proporcionar más de 50 mA

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ffi Recorte de fase

15 kO 1N4OO52W

.. 1 4 711

cllTDA2O86

10616 I 313't2 8152

c2t c347 nF | 0,1 yF

c50,1 ¡lF250 V

Figura 5.1.Esquema del variador

de verocidad tT:rtf ;,,rT,?,il i¿:ilJ:,t",i$il : ::,ru;,lÍ;l ;:S,"tX:es controlado en los cuadrantes 2 y 3. Si el triac no se ceba,el TDA2086A suministra otros impulsos de puerta. La an-chura del impulso y su espaciamiento (aquí 100 ps) soncontrolados por el condensador C2. La sincronización delimpulso se realiza retardando el impulso en los pasos por ce-ro determinados por el circuito de detección de paso porcero (patilla 7). Con cargas inductivas, como motores,la co-rriente está retardada con relación a la tensión y, en estascondiciones, el impulso debe estar retardado hasta que la co-rriente de la alternancia precedente en la carga se anule. Elcircuito de sincronización de la cor:riente (patilla 6) satisfaceesta exigencia bloqueando los impulsos hasta que ap¿lreceuna subida de tensión en los bornes del triac. En estas dosentradas, los detectores basculan cuando la corriente en R3 oR4 excede en +50 pA. Estas resistencias se escogen para quela corriente de pico sea inferior a 1 mA.

El TDA2086A incorpora un regulador en paralelo(shunt) de - 15 V que permite alimentar a partir de la red através de los componentes de limitación (aquí R5 y D1), odirectamente por una alimentación continua de -12 V. Unregulador en serie proporciona -5 V (patilla 4) y 5 mA paradiferentes circuitos internos, el potenciómetro de ajuste de lavelocidad y otros componentes auxiliares. Se puede calcularel valor de Cl y de R5 como sigue: Cl =1,/(V,,.F) donde destá en miliamperios, V., es la tensión de ondulación resi-dual en voltios, F la frecuencia de la red, Cl en microfara-dios; R5=(0,45V.o.-V,.,.)lL. Para la potencia en R5:

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Variador de velocidad con el TDA20B6A

P=(1,4I.V,.o.-V,.,.)'14.n5. Se observa que para conocer dse deberá añadir al consumo del TDA2086A (4 mA máxi-mo) los consumos del potenciómetro, la puerta y los demáscomponentes utilizados. Este valor no debe superar los lími-tes indicados.

Un monitor de tensión protege de los impulsos que po-drían ser creados con una tensión de alimeñtación inapro-piada y, descargando el condensador de rampa, asegurá unarranque progresivo cuando la alimentación vuelve a sernormal después de una corta intemrpción. La aceleración delmotor está controlada por un generador de rampa hasta unmáximo determinado por la entrada de velocidad. La puestaa masa de la entrada de velocidad provoca una puesta a cero(reset) general e inhibe los impulsos. Esta entrada trabajaentre_-75_mV y la tensión Vn, de la patilla ll. por debajode -75 mV, el condensador C3 se mantiene descargado. Éltiempo de subida del generador de rampa y, por tanio, de laaceleración del motor son determinados por un generador de Figura 5.2.

Diagrama sinópticodel TDA2086A.

Amplificadorde enor

Amplificadorde impulso

3

11

4

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ffi Recorte de lase

Lista de componentes

Rl: 200 kQ ll4 W lVo(rojo, negro, negro,naranja, marrón)

R2: 120 Q 1/4 W (ma-rrón, rojo, marrón)

R3, R4: 330 kC¿ 1/4 W(naranja, naranja, ama-rillo)

R5: 15 kCr 2 W (ma-rrón, verde, naranja)

P1: potenciómetro 47 k§l

Cl:47 ¡tF 25YC2:47 nF 700YC3,C4:0,1pF250VC5: 0,1 pF 250 V clase

x2

Dl: 1N4005

Tl: BTA12-700

VDR: MOV 961250YF: véase texto

I portafusibles 5x20I regleta de terminales

de 4 bomes atomilla-bles

1 regleta de terminalesde 3 bomes atomilla-bles

1 disipador 7"CflV

Figura 5.3. Patillajedel TDA2086A

corriente interna y C3.La pendiente de subida de la tensiónse calcula cont V,= l,/ C3 (V, está en Y ls, I,= 30 mA, C3 enpF). El tiempo de aceleración t, para una tensión del poten-ciómetro Urc dada está determinado por: to=UrclV,. Elamplificador de error tiene entradas diferenciales que com-paran la tensión del generador de r¿lmpa con la velocidadreal dada por el convertidor. Un circuito protege de las ten-siones diferenciales que superan +0,5 V. La salida de esteamplificador es bidireccional. Una limitación de amplitudestá integrada paru limitar la tasa máxima de carga del im-pulso del triac. Aquí, el amplificador está conectado comoun seguidor de tensión y actúa como un buffer entre el gene-rador de rampa y el circuito de temporización del impulso.El convertidor frecuencia/tensión se desactiva conectando amasa la patilla 15.

Los límites absolutos del TDA2086A son;

o Tensión de puerta patilla 2: 4Yo Corriente de pico repetitiva patilla 4: 80 mA, no repe-

titiva(t<250 ps): 200 mA¡ Corriente de pico repetitiva patilla 5 alternancia positiva:

2mA, no repetitiva (t<250 ps): 200 mAo Corriente de pico de entrada patillas 6 y 7: r1 mA¡ Tensión de inhibición patilla 8: =Vnr.¡ Corriente del regulador -5 V patilla 11: 10 mA¡ Tensión de entrada patilla 13: =V,"s.¡ Corriente de entrada patilla 15: +20 mA. Temperatura de trabajo: 0 a 85'C, de almacenamiento:

-55 a+I25"C

El patillaje del TDA2086A está dado en la figura 5.3.La realización (figura 5.4) y el circuito impreso (figura

Entrada Cduración de impulso

Entrada tacómetro

Condensador convertidor F/U

Salida convertidor F/U

Salida amplificador de enor

-5vEntrada velocidad

Condensador de rampa

Entrada R para duración de impulso

Salida triac

OV

-15 V

Monitor de corriente

Sincronización con /

Sincronización con U

lnhibición

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ffiVariador de velocidad con el TDA20B6A ww

Figura 5.4. Realización del variador de velocidad con el TDA2086

ITID

Figura 5.5. Circuito impreso del variador de velocidad con el TDA2086.

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5.5), permitirán realizar el variador de velocidad siempre ycuando se respeten las polaridades y los valores indicados.

No hay ninguna otra dificultad particular. Es preferiblerecubrir el disipador con grasa de evacuación térmica. Elmontaje no tiene ninguna necesidad de ajuste y debe funcio-nar espontáneamente. Tómense las precauciones habitualescon la tensión de red y las partes metálicas del montaje.

REGULADOR DE VELOCIDAD CON EL U21OB1

Este regulador permite mantener constante la velocidadde un motor universal en todo su margen de carga attoiza-do. El regulador está diseñado para dejar pasar permanente-mente una intensidad de 7 A. Al igual que para el montajeprecedente y por las mismas razones, el motor tendrá unapotencia nominal máxima de alrededor de 900 W, aunquela potencia aparente sea de 1500 VA. El triac BTA12 ne-cesitará también un disipador de 7"C/IV; está controlado porlos impulsos de puerta negativos sin resistencia limitadora.El fusible de protección es idéntico al del variador de velo-cidad con el TDA2086A.

La particularidad de los reguladores de velocidad es quemantienen la velocidad constante disminuyendo el ángulode cebado cuando aumenta la corriente en el motor. Com-pensan así la caída de tensión interna en el motor aumentan-do la tensión en sus bornes; la tensión del inducido es enton-ces sensiblemente constante y, por consiguiente, también suvelocidad.

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de velocidad con el U21081

Corriente de sincronización

(0 V)Alimentación +

(UJ Alimentación -Salida del triac

Rrp

C «plt

Entrada - del amplificadorde regulación

Tensión de sincronismo

Tensión de referencia

Salida regulación de la carga

Entrada regulación de la carga

Condensador de arranque sin sacudidas

Salida amplificador de regulación

Entrada + del amplificador de regulación

Figura 5.6. Patillaje del U210B1.

El uso delU210B de Telefunken permite realizar este re-gulador. El patillaje de este circuito y su diagrama sinópticoson dados en las figuras 5.6y 5.7.

Las tablas 5.1y 5.2 recapitulan sus características princi-pales. El regulador de velocidad permite, además, limitar lacorriente de sobrecarga a 12 A de pico, es decir, alrededorde 8,5 A eficaces.

Figura 5.7. Diagramasinóptico del U210Bl.

Page 8: Recorte de Fase

.ffiRecorte de fase

Tabla 5.1. Caracterís-ticas eléctricas límite

absolutas.

Consumo patilla 3

Consumo /.,- patilla 3 f< 10 ps-ls-t"

30 mA

100 mA

/sincronización patilla 1

/ sincronización f <'10 ps patilla 1

I s¡nc- et

+l^.-^

5mA35 mA

/ entrada patilla

/ entrada l< 10 ps patilla

Tensión de entrada patilla

Tensión de entrada patilla

1

1

1

2

-li-l¡uiU,

5mA35 mA

3Vde U."a0V

Tensión de entrada patilla 9

Corriente de entrada patilla 9

patiila 9patilla 5, 3

_U¡

tl,C <plt,uRa_,-

0a7V500 pA

22 nF1ko

Tensión de entrada patilla 10 -u¡ U,.a0V

Tensión de entrada patilla 8

Patilla 9 abierta patilla 7ui

-uide0VaU"deU.,.a0V

Corriente de salida patilla 13 lo 7,5 mA

Figura 5.8.Esquema del regulador

con el tI2l0B1.

J1

VDRMOV96J

250 V

ot1N¡+005

B118 ka2W

R4470kA

o,1a +l 22uF6W I zsv 11 kf¿

T1BC557B

4 Fusible

Page 9: Recorte de Fase

Regulador de velocidad con el U210B1 ffiEl esquema de la figura 5.8 permite localizar esta pro-

tección. Las resistencias R7 y R8 sirven al regulador parareaccionar en función de la corriente en la carga y crean unatensión suficiente para saturar T1 cuando son alcanzados los1.2 A de pico. RlO limita la corriente en la base de Tl y sólotiene una pequeña influencia sobre el valor de la corriente dedisparo (11 A para l,zk§r,12 Apara 11 kO). Asociada conC6, forma un filtro de paso bajo útil contra eventuales per-turbaciones. Cuando T1 se satura, R11 está al potencial po-sitivo de C1, puede circular entonces una intensidad haciá lapatilla 13 del U210B (que es la salida del generador de ten-sión de referencia), a través de R12 y la puerta del tiristorTH1. R12 permite polarizar el tiristor sensible TH1, ya quela intensidad de puerta que lo dispara es inferior a ZóO pa.Una vez cebado, THI descarga bruscamente C4 que es elcondensador de arranque sin sacudidas. El regulador corta

P110 k§¿

14 13 12 11 109 Ict1

U21OB1234567

Page 10: Recorte de Fase

ffi Recorte de fase

,!$.#+ffiTensión de alimentación patilla 3 -u" 13V

Limitación de la tensión -L=3 mA

Patilla 3 -/"=30 mA-u"-u"

14,6 V

14,7 V

16,6 V

16,8 V

Consumo a -%='13 V patilla 3 -/s 1,2m4 2,5 mA 3mA

Tensión de referencia -/r=30 mA

Patilla 13 -/¿=5 mA-Uret.

-Uret.

8,6 V

8,3 V

8,9 V 9,2V9,1 V

Umbralde arranque patilla 3Umbralde paro patilla 3

-u"-u" 9,9 V

11,2V10,9 V

13V

Sincronización con la corriente patilla 1

Sincronización con la tensión patilla 14

ls¡nc. e¡.

I sinc. ef.

0,35 mA

0,35 mA

3,5 mA

3,5 mA

Tensión patilla 1 t/.=5 ¡¡¡patilla 14 t/.=§ ¡¡

tU¡tU,

8V8V

8,9 V

8,9 V

9,5 V

9.5 V

Capacidad entre las patillas 6 y 2

Resistencia entre las patillas 5 y 3

C qltR<p

1,5 nF

1ko2,2 nF 22 nF

820 ko

/ impulsos R=O Vst= 1,2 V patilla 4 la 100 mA 125 mA 150 mA

Duración de los impulsos t,=f (Q q¡¡¡ te 8 ps/nF

Recebado automático patilla 4 24 ps/nF 36 ps/nF 48 ¡rs/nF

Corriente de entrada en reposo patilla 8 10 nA 1pA

Tensión de desfase de entrada patillas 7 y I 10 mV

Corriente de salida patilla g -lo*lo

75 tLA

88 pA

110pA120 ¡rA

145 pA

165 pA

Admitancia de transferencia salida circuito abiefto patilla 9 Y 1000 ptrf¿

Corriente de arranque patilla 10 Uro= U," 20 ¡rA 30 pA 50 pA

Corriente de descarga patilla 10 -lq 0,5 mA

Gama de la tensión de servicio pat¡lla 11 -0,5 v 1V

Corriente de entrada patilla 11 Ur={,9\ 60 pA 90 pA 120 ¡rA

Tabla 5.2. Caracterís-ticas para U,=-13 V.

entonces los impulsos en el triac TR1, ya que la tensión enla patilla 9 (que es la salida del amplificador de regulación yla entrada de control del recorte de fase) es anulada. La in-fluencia de la entrada 8, que aquí es la entrada de velocidad,es anulada. El motor no es alimentado mientras TH1 condu-ce. Se bloquea cuando el condensador está descargado ycuando Tl está bloqueado. C4 se recarga de nuevo y unaumento progresivo de su tensión controla un affanque pro-gresivo del motor hasta la velocidad ajustada por P1.

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Regulador de velocidad con el U210B1 ffi

Figura 5.9. Realización del regulador con el U210B1.

La limitación de la intensidad corta temporalmente latensión a los bornes del motor paru después volver a poner-los progresivamente bajo tensión. Esta limitación puede ac-tuar en el aranque si la realimentación de corriente está malajustada. La realimentación de corriente puede provocar unrebasamiento de velocidad, ya sea durante el arranque o bienen una sacudida de carga. Todo dependerá de los ajustes re-lativos de la realimentación de corriente y de la resistenciaajustable AI2 para la velocidad. Si AJ2 es demasiado ele-vada, puede haber un bombeo (oscilaciones de velocidad) aciertas velocidades.

EI ajuste del regulador podrá hacerse de la manera si-guiente: con las realimentaciones de corriente y de veloci-dad al mínimo (AJl y AJ2 al máximo), ajústese 1a velocidaddeseada con Pl. A continuación, auméntese la realimenta-ción de corriente en las condiciones normales de trabajo

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ffi Recorte de fase

Figura 5.10. Circuitoimpreso del regulador

con el U2l0B1.

Lista de componentes

R1: 18 kQ 2 W (ma-rrón, gris, naranja)

R2: 560 kC¿ l/4 W (ver-de, azul, amarillo)

R3: 220 kCl 1/4 W (ro-jo, rojo, amarillo)

R4: 470 k§¿ 1/4 W (ama-rillo, violeta amarillo)

R5: 100 O 1/4 W (ma-rrón, negro, marrón)

R6, Rll: l0 kO 1/4 W(marrón, negro, na-ranja)

R7,R8: 0,1 Q6Wsincódigo de color

R9: 180 Q l/4 W (ma-rrón, gris, marrón)

R10: 11 kO l/4 W (ma-rrón, marrón, naranja)

Rl2:3,9 kO l/4 W (na-ranja, blanco, rojo)

hasta rozar (pero no alcanzar) el límite de intensidad, corri-giendo la velocidad con P1. La salida de la realimentaciónde corriente (patilla 12) está conectada a la entrada 8 y cargaC3, tanto más cuanto más elevada sea AJ2, lo que aumentala velocidad cuando se incrementa la influencia de la reali-mentación de corriente. A continuación, verifíquese que nohaya bombeo. Si lo hay, disminúyase AJ2 y corríjase conP1. Impóngase seguidamente una sacudida de par para co-nocer la reacción del conjunto. Procúrese minimizar la dis-minución de velocidad en estas condiciones (aumento de larealimentación de corriente) y anular el rebasamiento develocidad a la desaparición de la sacudida (aumento de larealimentación en velocidad). Se habrá ajustado el reguladora la velocidad deseada y se podrá controlar a partir del inte-rruptor 51. El arranque se efectuará mediante la apertura dedicho intemrptor.

El procedimiento descrito puede asustar a algunos lecto-res. Ha sido dado para describir la influencia mutua de losdistintos ajustes cuando se quiere poner el regulador parauna velocidad precisa. Debe saberse que los ajustes depen-den de la aplicación y del motor y que, por tanto, no sonuniversales. Algunos se contentarán con una fuerte reali-mentación de corriente, por ejemplo, utilizando el montaje

Page 13: Recorte de Fase

lador de velocidad con el U2'1081

no como regulador, sino como variador con compensaciónde la velocidad en función de la carga.

R2 y C2 definen la pendiente de la rampa de tensión delbloque de control de recorte de fase. C2 determina la dura-ción del impulso de puerta y la duración de repetición deeste impulso si el triac no se ceba a la primera.

La realización exige respetar el esquema de la figura 5.9y utilizar el circuito impreso de la figura 5.10.

CÁPSULA TO92

Figura 5.11. Patillajedel TLS106-1. Figura 5.12. Patillaje del BC557B.

Obsérvese la presencia de dos <<straps». Las polaridadesde los componentes deben ser respetadas; la figura 5.11 dael patillaje de THl (TLS106-1) y la figura 5.12 el delBC557B. El triac será recubierto de grasa o pasta de eva-cuación térmica. Al aplicar tensión al montaje, tómense lasprecauciones habituales de protección contra la electrocu-ción.

GRADUADORES PROGRE,SIVOS CON EL TCA785PARA I,ÁUPINAS HALÓGENAS

Este montaje prolonga la duración de las lámparas in-candescentes dominando sus condiciones de utilización. Sise utiliza en un dormitorio, la iluminación en la madrugadano provocará el característico sobresalto del despertador.Una manera de empezar la jornada sin estrés y con buenhumor.

Este graduador permite controlar lámparas de una po-tencia comprendida entre 40 y 1000 W, tanto las que sean

t:Eq§Filtr;;=l,'l

TmKAG

Lista de componentes(continuación)

AJ1: ajustable 5 kC)

AJ2: ajustable 1ü) kCl

Cl:22 pF 25 VC2:3,3 nF 630 VC3:220 nF 100VC4: 15 ¡tF 25YC5: 0,1 pF 250 V clase

x2C6: 68 nF 100 V

Dl: 1N4005

T1: BC557BTHl:TLS106-lTRl:BTAI2-700

CII:U210B1

VDR: MOV 96J 250VPhilips

F: fusible (véase texto)

Pl: l0k§l

Sl:intemrptor

1 regleta de terminalesde 4 bornes atomilla-bles

2 regletas de terminalesde 3 bornes atornilla-bles

I portafusiblesI disipador 1"C[W

,/lB6

Page 14: Recorte de Fase

ffi Recorte de fase

halógenas como las <<clásicas>>, ya que no debe olvidarse quela liámpara halógena es una lámpara de incandescencia. Eldominio de las condiciones de utilización de estas lámparasy, por tanto, la elección acertada de su punto de trabajo ne-cesita un doble conocimiento tecnológico: el electrónico y elde la tecnologíade las liámparas incandescentes. Por supues-to, no es cuestión de hacer aquí un curso sobre las fuentes deluz, sino solamente de dar algunas nociones que permitiráncomprender el sentido del montaje electrónico. Sin más di-lación, se estudiará el funcionamiento electrónico y las ra-zones de esta elección. La figura 5.13 muestra sobre quéactúa el montaje que se propone. Proporciona, al aplicartensión, una tensión nula. Seguidamente la tensión recortadaevoluciona hacia la tensión de la red hasta un iángulo prea-justado de 30o, que es el proporcionado en el régimen esta-blecido.

El interés de someter las lámparas a una tensión, cuyoángulo de recorte es fijo, proviene de las características tec-nológicas de las mismas. Las lámparas, halógenas o clásicas,alumbran gracias a un filamento de tungsteno que se lleva ala incandescencia por el paso de una corriente eléctrica. Estadetermina la temperatura del filamento de tungsteno queestá comprendida entre 2430 y 2930C. Esta temperatura delfilamento es capital para el flujo luminoso ya que, cuantomás elevada sea, mayor será el flujo luminoso para una po-tencia idéntica (de aquí el interés del tungsteno cuyo puntode fusión es de 3380'C). En contrapartida, la duración esmás corta cuando la temperatura se eleva, ya que la veloci-dad de evaporación del metal aumenta. Este se deposita so-bre el vidrio, pudiéndose ver una mancha negra de tungstenoen la bombilla al final de su vida. Por tanto, los fabricantesdeben siempre alcanzar un compromiso entre la eficacia y laduración. Intentan aproximar al miáximo la temperatura defuncionamiento al punto de fusión del tungsteno, mante-niendo la duración constante, incluso aumentiándola.

Figura 5.13. Apli-cación de tensióncon el graduador

progresivo.

Page 15: Recorte de Fase

Craduadores progresivos con el TCA7B5 para lámparas halógenas ffiEl montaje electrónico que aquí se propone no va, pues,

a aumentar la temperatura del filamento, ya que la duraciónse vería considerablemente reducida. Tampoco va a reducir-la puesto que, como se ha visto, esta temperatura estiá de-terminada como consecuencia de los ensayos efectuados porel fabricante para conseguir un flujo luminoso óptimo. Elinterés por las liámparas incandescentes clásicas de una apli-cación de tensión con un ángulo fijo de unos 30o se encuén-tra en dos puntos:

o La resistencia en frío de un filamento es quince vecesmás pequeña que en caliente, por lo que la sobreintensi-dad que resulta lleva las inegularidades del filamento auna temperatura que puede alcanzar el punto de fusión.Esto es el flash de la iluminación. Esta sobreintensidadpuede alcanzar en teoría quince veces la corriente no-minal.

o Los filamentos estián diseñados para trabajar a 225 y.Debe saberse que un funcionamiento a 236 V (es decir,225 Y+SVo) reduce a la mitad la duración. Cada vezmás, las compañías de suministro de electricidad alcan-zan o superan los 230 Y, lo que corresponde a +5Vo devariación de la tensión de red. El montaje propuestopermite limitarla a 0,98 .U"¡., as decir,226 V para 231 y(220Y+5Vo).

Actuando sobre las dos causas de <<mortalidad» prematu-ra de una liámpara incandescente (fusión al encendido y eva-poración acelerada del filamento), las liámparas alcanzaránlas 1000 horas indicadas por los fabricantes.

En una lámpara halógena, el filamento de tungsteno tra-baja a una temperatura más elevada que en una lámparaclásica, de donde deriva una primera ventaja: un flujo lumi-noso superior a igual potencia. La duración es al menosigual a la de una lámpara clásica aunque la temperatura delfilamento sea superior, y esto gracias a la particularidad. deesta lámpara: la regeneración parcial del filamento. Como enel caso de las lámparas clásicas, el filamento de tungsteno seevapora bajo el efecto de la temperatura. Lo que cambia esla presencia de gas halógeno en la bombilla. Estos gases secombinan con átomos de tungsteno para formar una molécu-la que se disociará bajo la acción del calor del filamento.Los átomos de tungsteno se vuelven a depositar así parcial-mente sobre el filamento. En seguida se ve que el ciclo deregeneración depende de la temperatura del filamento: siésta no alcanza un valor superior al de disociación de lamolécula, el filamento no se regeneraráy la duración de lalámpara se verá considerablemente acortada. Es por este

Page 16: Recorte de Fase

:#ffi Recorte de fase

Lista de componentes

Rl: l0 kQ 7 W (sin có-digo de colores)

R2, R9, Rl0, Rl1, R12:22 k§, ll4 W (rojo,rojo, naranja)

R3:2,2 MO 1/4 W (ro-jo, rojo, verde)

R4: 150 O l/4 W (ne-

$o, rojo, marrón)R5 2,2 kO 1/4 W (rojo,

rojo, rojo)R6: 3,3 kCl li4 W (na-

ranja, naranja, rojo)

C1: 1000 pF 25 V axialC2:0,47 pF 63 VC3: 47 nF 100 VC4:220pFC5: 0,1 ¡rF 250 V".u.

C6: 100 pF 40 V axial

Figura 5.14. Esquemadel graduador

progreslvo.

motivo que se desaconseja alimentar la lámpara bajo unatensión inferior a 0,85.U,, es decir, 187 V para 220Y.

Al contrario, el filamento de una lámpara halógena esmás sensible a las sobretensiones que el de una lámpara clá-sica ya que trabaja más próximo al punto de fusión que ésta.Además, como la bombilla funciona a temperatura elevada,un aumento de ésta puede hacerla explotar debido a la dife-rencia de los coeficientes de dilatación entre las entradas decorriente y el cuarzo.

Se observa así el interés del graduador progresivo:

. sobreintensidad reducida al mínimo al aplicar la tensiónque origina un calentamiento progresivo del filamento yde su envolvente de cuarzo. Los riesgos de explosióny de fusión del filamento son, por tanto, reducidos almínimo,

o alimentaqión bajo tensión nominal en régimen perrna-nenfe (225 V para 231 Y con un ángulo de 30'). La du-ración es óptima.

De hecho, es noñnal, sin electrónica, una dispersión delorden de 25Vo sobre la duración, debido a las dificultadesinherentes a la producción de los filamentos de tungsteno. Elmontaje permite corregir estas dispersiones gracias a la me-jora en la aplicación de tensión y alargar la duración median-te el control de la tensión de alimentación.

1000¡rFl lo,q ur R1025v I I 22ko

D6BZ(,IOC10

c

R822kA

D7BZ(46C10

c6100 !F25VD5

1 N4005

R722ka

Page 17: Recorte de Fase

Graduadores progresivos con el TCA7B5 para lámparas halógenas ffiFTINCIONAMIENTO

El núcleo del montaje es un circuito integrado especiali-zado para el recorte de fase. Este circuito integrado podráser tanto un TCA780 como un TCA785. En lo que respectaal usuario, sólo se diferencian en el ajuste de los potenció-metros Pl y P2 (véase el esquema de la figura 5.14). Plajusta el valor de la corriente de carga del condensador C3.Se ajusta así la tensión de pico en C3: para el TCA780, elpico puede alcanzar 6 V como máximo, mientras que para elTCA785, el ajuste correcto con este montaje es de alrededorde 4,6 V.

Estos valores están dados para evitar eventuales impulsosparásitos en la puerta del triac al aplicar tensión al montaie.Si, a pesar de todo, aparecen, se recomienda disminuir estosvalores muy progresivamente por pasos de 0,1 V. El propioP2 ajusta la tensión de control del circuito; acnia directa-mente sobre el ángulo de cebado del triac: se ajustará el án-gulo a 30" poniendo el montaje en marcha. Se actuará sobreP2 con precaución ya que el condensador C6 que permite laaplicación de tensión progresiva a la carga, disminuirá tam-bién fuertemente el efecto de una variación en este poten-ciómetro. Deberá esperarse un poco entre dos ajustes de P2hasta que la tensión de control se estabilice si se quiere un

R110 ko

T1TBA12.7OOB

c50,1 pF

250 vc.a

c3

Lista de componentes(continuación)

DI,D2,D3, D5: 1N4005D4:BZX85CI2D6,D7:BZX46C10

CII: TCA780 o TCA785T1: BTA12-700B o CT2,T3,T4:2N2907

Pl:100kC)P2:10kO

I portafusibles para sol-dar en circuito impreso

I fusible 250 V FA 5 AFenaz

1 bobina de autoinduc-ción 5 A

I disipador para encapsu-

lados TO3 y TO220(44 x32 x 16 mm,10'CAMmráx.)

1 regleta de terminalesde 4 bomes

1 regleta de terminalesde 3 bornes

1N¡+005 7 W

B3

13

ct1TCA780

D31N,1005

R4150§¿

82ka =c447 nF

Page 18: Recorte de Fase

ffi Recorte de fase

U

10ms r 10ms180" 180'

MS

\/30"1,67 ms

30"

ajuste preciso a 30o. Recuérdese que un ángulo de 30" co-rresponde a un tiempo de retardo de cebado de 1,67 ms des-pués del paso por cero de la tensión, 1o que puede visuali-zarse con un osciloscopio para obtener la imagen que semuestra en la figura 5.15.

Como la aplicación de tensión al montaje es bastantelenta debido ala carga progresiva de C1 a través de R1 yDl, la producción de impulsos debe ser bloqueada duranteesta carga. Así, el umbral de tensión constituido por D6,T2, Rll y R12 valida la entrada 6 cuando la tensión dealimentación alcanza alrededor de 11 V. Los impulsos sonbloqueados para una tensión inferior a 11 V.

El control del triac está sometido además al estado delintemrptor 51 conectado a la base de T3. Bloquea T3 mien-tras la base no esté conectada a R10. Este transistor estátambién bloqueado mientras no se alcancen los,l1 V, lo quetiene como consecuencia la saturación de T4. Este cortocir-cuita C6, lo que mantiene la entrada 11 a un potencial supe-rior a la patilla 10, y el circuito no genera impulsos en estascondiciones. Podrá generarlos cuando T3 esté saturado, C6se cargue lentamente y el potencial de la patilla 11 baje pro-gresivamente hacia el potencial ajustado porP2,lo que hacevariar el ángulo de cebado de 180 a 30'. Así se consigue laaplicación de tensión progresiva ala carga.

REALIZACTÓN OrcT, GRADUADORPROGRESIVO

Las recomendaciones y observaciones ya citadas sonaplicables al graduador progresivo. La figura 5.16 muestrala realización necesaria del cableado del circuito impreso

1,67

Figura 5.15. Retardodel cebado de 30".

Page 19: Recorte de Fase

craduadores progresivos con elTCATBS para lámparas halógenas fficuyo diseño de pistas estií representado en la figura 5.17 . El,ajuste necesita ciertas precauciones. La medida del ángulode cebado debe hacerse con Ia carga trabajando. Asi es ne-cesario asegurar que la masa del osciloscopio esté conectadaal neutro si no está aislada de tierra para evitar un cortocir-cuito a través del osciloscopio. Además, el neutro debe estarconectado a la regleta de terminales como muestra el es-quema y larealización, a fin de minimizar el peligro que re-presenta la tensión de la red.

Por último, no debe olvidarse que el montaje no está, enningún sitio, aislado de los 220Y y que la mejor protecciónes prestar atención de no enffar en contacto con una partebajo tensión.

Figura 5.16. Realización del graduador progresivo.

Page 20: Recorte de Fase

:*ái* Recorte de fase

ECOLAMPTCA 780TCA 785o

Figura 5.17. Pistas del graduador progresivo.