Principios de Operación y Control de Dispositivos de Potencia: DIAC, TRIAC y Tiristores

Este documento explora el funcionamiento, activación y control de componentes clave en la electrónica de potencia, como el DIAC, el TRIAC y los tiristores, así como el comportamiento de los capacitores en circuitos de control.

Activación del DIAC

La activación del DIAC ocurre cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el punto de ruptura, cuyo valor es aproximadamente 30V. En ese momento, el DIAC permite el paso de corriente en ambos sentidos.

Formas de Activación del TRIAC

El TRIAC puede activarse de diversas maneras, lo que le confiere gran versatilidad en el control de corriente alterna:

• Disparo por impulsos siempre positivos.
• Disparo por impulsos siempre negativos.
• Disparo por impulsos alternativamente positivos y negativos.

Control de Conducción en Tiristores: ¿Cómo Desactivarlos?

Para que un tiristor comience a conducir de forma controlada, se polariza directamente y se le aplica un pulso en la compuerta. Una vez que empieza a conducir, para que deje de hacerlo, al igual que en el SCR, es necesario reducir la intensidad ánodo-cátodo por debajo de la corriente de mantenimiento, que es la corriente mínima requerida para mantener la conducción.

Relación entre Voltaje del Capacitor y Voltaje Aplicado a la Carga (Figura 2a)

Análisis con R2 = 0^- y R2 = R2 Máx.

El voltaje del capacitor está en función del potenciómetro, el cual recibe el voltaje de la carga y se encarga de variar la cantidad de voltaje que ingresa al capacitor. Dado que la corriente no deja de fluir a través del capacitor hasta que se interrumpe la carga, este siempre se está cargando. Por este motivo, su voltaje varía constantemente con los cambios en el voltaje de entrada.

Aprovechamiento de la Relación Voltaje-Capacitor y Voltaje-Carga (Figura 2a)

En realidad, la función del capacitor en este circuito es de protección, ya que permite limitar la velocidad de subida de tensión (dV/dt), lo cual podría ocasionar el disparo indeseado del tiristor.

Obtención y Características de las Formas de Onda (Figura 2b)

Puntos de Medición y Curva "Dentada"

La causa principal de las formas de onda se debe a las características del DIAC. Este componente requiere aproximadamente 30 voltios, que corresponden a su voltaje de ruptura, para poder conducir. Cuando la intensidad disminuye, el voltaje aumenta, lo que provoca que el capacitor se descargue, generando esos cambios bruscos. El voltaje se estabiliza cuando disminuye por debajo de los 30V, momento en el cual el capacitor solo se estará cargando.

Obtención de Curvas (Figura 2c)

Esta forma de onda se obtiene en el punto tres, donde se encuentra la resistencia de 1 ohm. En este punto, el voltaje es muy pequeño.

Explicación del Cambio Repentino de Cero a 500 mV en una Curva

Esto se debe a la variación del potenciómetro.

Efecto de la Variación de R2 en las Curvas (Figura 1c)

Al elevar el valor de R2, el ángulo de retardo aumenta, lo cual provoca que el voltaje disminuya. Al disminuir el valor de R2, el tiempo de retardo se reduce y el voltaje aumenta. En ese momento, la onda se estabiliza.

Análisis de la Forma de Onda del Punto P2 (Voltaje del Capacitor Vc): ¿Por qué la Sección Positiva es Menor que la Negativa?

Esto se debe a que, durante el ciclo positivo del voltaje de entrada, el SCR comienza a conducir, lo que permite observar el voltaje en el capacitor. Durante el ciclo negativo, el SCR no conduce debido a su característica de rectificador. Por lo tanto, al no haber conducción, solo se observa la forma de onda del voltaje de entrada.

Variación de la Magnitud de las Secciones de la Forma de Onda de P2 al Variar la Resistencia Variable

Sí, varía. Esto se debe a que el capacitor recibe toda la corriente controlada por el potenciómetro, lo cual ocasiona que se cargue o descargue en función de la energía que se le suministra.