FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Prof. Irineu Alfredo Ronconi Junior Prof. João Neves
DISPARO DE TIRISTORES: TCA 785 SIEMENS -II
Lembramos que é importante ter em mãos a folha de dados do componente.
O Integrado TCA 785, características gerais e funcionamento: As principais características do componente são as seguintes: - Detecta a passagem da tensão por zero (detector de zero); - Pode ser usado como chave de passagem por zero;
- Corrente de saída de 250mA;
- Operação compatível com larga escala de variação de temperatura (até 150oC);
- Rampa de corrente compatível com o uso; - Variedade de aplicações.
Todo o circuito de disparo em retificadores controlados deve ser sincronizado com a rede, caso contrário o disparo poderá ser aleatório. A passagem por zero é um referencial para o disparo.
Em redes de alimentação de 60Hz como o caso do Brasil, a passagem da tensão ocorre a cada 8,3ms aproximadamente, tendo em vista que o período da mesma é de aproximadamente 16,6ms. Conforme a figura 1, analisando o diagrama de blocos do integrado podemos ver que há entrada (pino 5)para um detector de passagem por zero. Toda a vez que a tensão passar por zero, é gerado um pulso de sincronismo. Na verdade são gerados diversos pulsos que serão analisados.
Para alimentar os circuitos, internamente, o CI possui também internamente uma fonte de tensão regulada de 3,1V.
A base para o sincronismo é um gerador de rampa, cujo ajuste é feito através do ajuste de R9 (no pino 9) e C10 (no pino 10).
Figura 1 - TCA785 pinagem
Como a fonte é uma fonte de corrente constante, a cada intervalo de tempo constante, por exemplo, a cada dt = 0,1s ,irá sempre produzir a mesma variação de tensão, isto é, du = 100mV, como mostra o gráfico da figura 02.
Figura 3 - Rampa no capacitor do pino 10
O capacitor C10 é carregado linearmente através da fonte de corrente, cuja constante de tempo é controlada por R9, de acordo com a expressão:
9
Re 10 R
xK U I f
Conforme pode ser visto na folha de dados do fabricante, K = 1,1 (para temperaturas em torno de 20oC), então, por exemplo,
se R9 = 100kΩ, tem-se que:
A x
x
I 34
10 100
1, 1 1, 3
3
10
Os valores mínimos e máximos de I10 devem ser observados (veja
a folha de dados).
A tensão de rampa gerada sobre o capacitor no pino 10 é comparada com a tensão de controle no pino 11. Quando as tensões se anulam, há a mudança de estado do comparador do sincronismo, indicando ao bloco de lógica de formação de pulsos, que um pulso de disparo deve ser acionado nas saídas (veja a figura 01).
O capacitor continua a carregar-se até que, no próximo cruzamento por zero, o detector de passagem por zero informa ao Registrador de Sincronismo, que gera um pulso e satura o T68. Com a condução do transistor o capacitor se descarrega rapidamente e se prepara para a próxima rampa.
selecionado um pulso de curta duração (30μs). A tabela abaixo relaciona a duração dos pulsos em função do capacitor C12. A lei de formação da tabela é de aproximadamente β = 620μs/nF.
C12(pF) 0 150 220 330 680 1000
Δt(μs) 30 93 137 205 422 620
Tabela 1- variação da largura de pulso
Se o pino 12 estiver aterrado a largura de pulsos é fixa. Estende, durante um semiciclo, com isso consegue-se um pulso longo de duração 180o – α, que é utilizado para cargas
indutivas. A figura 01 ilustra a formação dos pulsos.
Existem várias possibilidades de pulsos de saída. Em especial chama-se a atenção para os pinos 2 e 4. São saídas complementares, e o funcionamento do transistor de saída é em coletor aberto conforme a figura 03.
Os valores dos resistores Rp devem ser adequadamente
calculados, levando-se em consideração que a corrente máxima de saída é de 10mA.
Figura 04: saídas 2, 3, 4 e 7, em coletor aberto.
Existe uma série de circuitos propostos pelo fabricante e uma infinidade de exemplos na Internet.
PRÁTICA:
demais saídas do componente, observando sempre as instruções e limites descritos na folha de dados.
Para o presente ensaio será utilizado o esquema mostrado a seguir (figura 04).
As formas de onda, DE TODAS AS SAÍDAS ANALISADAS, deverão ser registradas, incluído as saídas dos pinos 8 e 10.
Figura 5 – Esquema para experimentação Questões a serem respondidas:
1- Para que serve o capacitor do pino 10? 2- Para que serve o capacitor do pino 12? 3- Para que serve o potenciômetro do pino 9? 4- Para que serve o potenciômetro do pino11?
5- O que acontece com o funcionamento do TCA quando o pino 6 é colocado em terra?
6- O que acontece quando o pino 13 é conectado à Terra? 7- Aterrando o pino 12 o que muda no funcionamento do TCA? 8- Como é feito para variar o ângulo de disparo utilizando
o componente?
9- Com base na tabela 1, faça algumas alterações nos valores do capacitor e verifique se as saídas tem o comportamento esperado.
Problema:
