Carregador de Baterias – Electrónica de Potência – Circuitos e Esquemas
Série Circuitos e Esquemas (1)
Carregador de Baterias c/ Triac didáctico
Nota: Apenas experimentado no Multisim 11
Neste caso, tensão de saída (para carregar a bateria) varia entre cerca de 5 e 40 V, dependendo da posição do potenciómetro, como se pode observar nas figuras seguintes:
Modelos usados (multisim):
Díodos 1N4002
Transformador TS_POWER_10_TO_1
Triac BT134
Diac 1N5758
C = 47 microfarad
R = 22 kOhm
P = 100 kOhm
Multisim configurado para simular a Maximum Time Step = 1 seg.
Março 8, 2011 Não há comentários
Electrónica de Potência – Ficha de Trabalho de Laboratório: Dimmer com Triac
Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina de Electricidade e Electrónica
Módulo 11: Electrónica de Potência – 12ª Ano
Ficha de Trabalho Laboratorial
Dimmer
O que faz?
O que o circuito faz é controlar o ângulo de condução do componente electrónico de potência TRIAC.
Fazendo com que ele dispare (entre em condução) em diversos pontos do sinal sinusoidal da rede eléctrica doméstica, é possível aplicar potências diferentes a uma carga (motor, lâmpada incandescente, estufa, secador de cabelos etc.).
Assim, se o disparo for feito no início do semiciclo, todo ele (o semiciclo de potência) poderá ser conduzido para a carga que, assim, receberá potência máxima.
Por outro lado, se o disparo ocorrer no final do semiciclo, apenas uma pequena parcela da energia da rede será conduzida até à carga que, assim, operará com potência reduzida.
Abaixo reproduzem-se as formas de onda, com disparos no início e no final da onda sinusoidal da rede eléctrica (entre esses dois extremos há toda uma gama de potências sob controle do potenciómetro).
Material
– Semicondutor: TIC 226D (para a rede de 220V); o substituto para esse TRIACs pode ser o: BTA12.
– DIAC – qualquer tipo (exemplos: 1N5411 e 40583) .
– Resistências: R1= 10k ohm x 1W; P1= 100k ohm (potenciómetro).
– Condensador: C1= 220 nF (poliéster).
– L1 – Filtro – 40 voltas fio 16 ou 18 em bastão ferrite de 1 cm de diâmetro.
– Diversos: tomada, extensão eléctrica,fios,etc.
Esquema
Funcionamento
Com o potenciómetro P1 na sua posição de valor máximo, o tempo de carga de C1 (condensador de poliéster) até ocorrer o disparo do DIAC (que controla o TRIAC) é maior.
O disparo ocorre quase que no final do semiciclo e a potência entregue ao motor é mínima.
Com R na sua posição de mínimo, a carga de C1 é rápida e o disparo do DIAC ocorre no início do semiciclo. O motor desenvolve praticamente toda a sua potência / a lâmpada acende quase no máximo da sua intensidade luminosa.
A característica importante deste circuito – e essa é a causa pela qual passou a substituir o reóstato original que acompanha o motor das máquinas de costura actuais, por exemplo – é que sendo o controlo feito pela parcela do semiciclo aplicado e não pela amplitude da sua tensão, o binário se mantém-se mesmo em baixas velocidades e o desperdício de energia é muito menor.
Nota: A comutação rápida de SCRs e TRIACs em aparelhos electrónicos causa interferências nos aparelhos de rádio e TV. Essa interferência propaga-se pela rede eléctrica e pode causar sérios problemas. Isso pode ser minimizado com a inserção de um filtro adequado (L1) entre xy mostrado nos esquemas acima. Ele pode ser formado por 40 espiras juntas de fio de cobre esmaltado número 16 ou 18 (AWG) enrolado num bastão de ferrite de diâmetro 1cm e comprimento 4 ou 5 cm.
Características dos componentes semicondutores de potência
Procedimento
Monte o circuito apresentado no esquema desta ficha de trabalho, primeiro na forma de simulação no software Multisim e depois no laboratório.
Para ambas as montagens:
– Coloque o potenciómetro em três posições do seu cursor (início, meio e fim) e, para cada caso:
Esboce as formas de onda da tensão
– Na carga
– No triac
– Meça o ângulo de condução
– Meça Imáx
– Calcule Iavg
– Indique o valor do factor de forma
– Calcule Irms entregue à carga
Março 1, 2011 1 Comentário
Electrónica de Potência – Ficha Formativa sobre Tirístores (com respostas)
Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina de Electricidade e Electrónica – 12º Ano
Módulo 11: Electrónica de Potência
Ficha Formativa – Tirístores
Q1. Explique o que acontece, em cada um dos circuitos seguintes, quando premimos o botão de pressão e depois quando deixamos de o premir.
Q1_b: Explique a razão de estes dois circuitos não se comportarem da mesma forma. Não são ambos, o SCR e o Triac, dispositivos Tirístores (com histerese). Porque não permanece o Triac no estado on depois de a tensão de disparo ser retirada?
Então podemos colocar a questão de qual será o benefício da histerese do Triac num circuito de AC? Ora isso tem a ver com o facto de a operação de um Triac ser muito rápida, o que permite que seja utilizado em AC, pois é a própria tensão da rede que vai accionar/disparar o Triac, em cada período, e como este mais rápido do que os olhos humanos podem sequer ver (20ms), … Ou seja, em cada período, a tensão de entrada dispara o Triac (e também o pára, quando passa por zero).
Q2: Explique o que tem de ser feito ao SCR, da figura abaixo, para o fazer passar ao estado de condução e assim enviar energia para a lâmpada. E depois diga o que é preciso fazer ao SCR para que a lâmpada fique sem energia (apague).
Q2_b: Explique a diferença entre SCRs e Triacs, em termos do respectivo comportamento.
Q3: Para que serve o Triac neste circuito?
Q3_b: Porquê usar o Triac? Porque não usar apenas o botão para conduzir a corrente directamente para a carga, como mostra o circuito seguinte?
Q4: Este circuito com Triac tem um problema sério. Sempre que premimos o botão de pressão, o Triac explode!
Explique por que é que isso acontece e o que deve ser feito para resolver o problema.
Q5: Foi montado o circuito seguinte e constatou-se que não funcionava (quando carregava no botão não acontecia nada). Porquê?
Q6: Preveja como será afectado o dimmer seguinte, como resultado de uma das seguintes avarias (uma de cada vez):
a) Potenciómetro avaria – fica aberto
b) Condensador C1 avaria – em curto-circuito
c) DIAC avaria – aberto
d) TRIAC avaria – em curto-circuito
Para cada uma dessa avarias explique as razões da sua resposta.
Q7: O circuito seguinte exibe um comportamento interessante:
Quando a alimentação é inicialmente ligada, nenhuma das lâmpadas acende.
Se premirmos qualquer um dos botões, a lâmpada controlada pelo respectivo SCR acenderá. Se, depois de uma das lâmpadas estar acesa, premirmos o outro botão, a correspondente lâmpada acenderá e a outra apagar-se-á.
Dito de uma forma simples, cada botão de pressão não serve apenas para alimentar a sua própria lâmpada, mas também serve para apagar a outra.
Explique como é isto possível. Não deve ser mistério para si a razão porque cada botão liga a respectiva lâmpada, mas como poderá exercer também controlo sobre o outro SCR, para desligar a respectiva lâmpada?
Dica: o segredo está no condensador ligado entre os dois terminais de ânodo dos dois SCRs.
Q8: O circuito abaixo indica qual dos botões de pressão foi actuado em primeiro lugar.
Depois de actuarmos qualquer um dos três botões (e, assim, acendermos a respectiva lâmpada), nenhuma das outras lâmpadas pode ser ligada.
Explique como funciona este circuito.
Por que é que nenhuma das outras lâmpadas pode ser acesa, uma vez uma delas ligada?
Explique também como pode o circuito ser modificado de modo a possuir um botão de Reset para desligar a lâmpada acesa.
Expanda o circuito, de modo a termos 6 lâmpadas em vez de três.
Q9: O circuito abaixo representado é um carregador de baterias.
Explique como o circuito utiliza o Triac para controlar a tensão de alimentação para a bateria.
Indique também algumas falhas possíveis de componentes que possam impedir a tensão DC de chegar à bateria.
Q10: O circuito abaixo representado é um jogo que consiste numa espira de fio condutor que tem de ser movimentado à volta de uma outra ponta de fio condutor, sem lhe tocar. Se existir contacto, a corrente flui para a gate do tirístor e o buzzer emite um sinal sonoro.
O buzzer continuará a soar mesmo depois de ter deixado de haver contacto, uma vez que o tirístor é um componente que uma vez disparado só deixa de conduzir se deixar de ser alimentado entre o seu ânodo e cátodo.
Monte o circuito no software de simulação Multisim e responda às seguintes perguntas:
Tensão no SCR antes de contacto:
Corrente no SCR antes do contacto:
Tensão no SCR depois de disparado:
Corrente no SCR depois de disparado:
Tensão porta-cátodo antes do disparo:
Corrente porta-cátodo antes do disparo:
Tensão porta-cátodo depois do disparo:
Corrente porta-cátodo depois do disparo:
Q11:
O circuito abaixo representado é um alarme e incorpora um tirístor.
Quando o dono da casa sai deve ligar o interruptor geral e o interruptor de saída.
Se um intruso entrar então na casa, pisará a placa de pressão, o alarme soará, e continuará a tocar, mesmo depois de ele ter saído de cima da placa de pressão, isto devido às características do tirístor, que, uma vez disparado (entrado em condução), apenas abrirá quando a alimentação do circuito (entre o ânodo e o cátodo) for cortada.
Monte o circuito no software de simulação Multisim e responda às seguintes perguntas:
Tensão no SCR antes de contacto:
Corrente no SCR antes do contacto:
Tensão no SCR depois de disparado:
Corrente no SCR depois de disparado:
Tensão porta-cátodo antes do disparo:
Corrente porta-cátodo antes do disparo:
Tensão porta-cátodo depois do disparo:
Corrente porta-cátodo depois do disparo:
Modelo do SCR:
2N1595
Fevereiro 20, 2011 Não há comentários
