Los dispositivos semiconductores de potencia dependen ampliamente

de la forma en que el circuito de control excita su disparo para obtener la

salida deseada. Por consiguiente, las características del circuito de control

deben ajustarse a los requerimientos de disparo del dispositivo. La familia

de tristores: rectificadores controlados de silicio (SCR), El tríodo de corriente

alterna (TRIAC), interruptor controlado en compuerta (GTO), etc. son

disparados por un pulso de corriente con un defasamiento adecuado con

respecto a la señal sinusoidal de alimentación.

El propósito de este circuito es generar los pulsos de corriente

necesarios para el control de fase de disparo de la familia de los tristores,

teniendo en cuenta que deben estar sincronizados con la señal de

alimentación (figura 1.1).

Detector de cruce por cero.

El detector de cruce por cero es esencial ya que es el encargado de

generar un pulso cada vez que la señal de la línea cruza por cero.

Comparadores con punto de conmutación en cero.

En ocasiones se quiere analizar dos voltajes para determinar cuál de

los dos es el mayor. En esta situación, un comparador puede ser la solución

perfecta. Este circuito tiene dos terminales de entrada (inversor y no

inversor) y un terminal de salida. Es diferente a los circuitos lineales con

amplificadores operacionales, ya que existen dos estados en la salida,

dependiendo de si la tensión es alta o baja. Por esta razón, los

comparadores son comúnmente usados como conexión entre circuitos

analógicos y digitales.

Circuito básico.

La manera más simple de construir un comparador consiste en

conectar un amplificador operacional sin resistencias de realimentación,

como se ve en la Figura 1.4. Dada la alta ganancia de tensión en lazo

abierto, un voltaje de entrada positiva provoca una saturación positiva, y un

voltaje de entrada negativa provocara una saturación negativa. El

comparador de la figura 1.4 se conoce como detector de cruce por cero, ya

que idealmente el voltaje de salida conmuta de alta a baja o viceversa

cuando el voltaje de entrada pasa por

el valor cero.

Si Vsat = 14 V, la oscilación en la

salida del comparador va aproximadamente de -14 a +14 V. Si la ganancia

de tensión en lazo abierto es 100.000, el voltaje de entrada necesaria para

producir saturación tiene la siguiente expresión (ecuacion1):

Lo que significa que

una tensión de entrada más positiva que +0,014mV lleva al comparador a

una saturación positiva, y un voltaje de entrada más negativa que -0,014mV

lleva a1 comparador a una saturación negativa.

Las tensiones de entrada de un comparador son normalmente muy

superiores a ± 0.014mV. Por ello, la tensión de salida tiene dos estados,

+Vsat o -Vsat. Fijándonos en el voltaje de salida, podremos decir

inmediatamente si el voltaje de entrada es mayor o menor que cero.

Un detector de cruce por cero determina la transición de una forma de

onda (senoidal) de positiva a negativa, proporcionando un pulso que

coincida exactamente con la condición de voltaje cero y genere un estado

alto cuando esto suceda y cuando se vuelva a repetir cambie al estado

opuesto de manera periódica.

El LM339.

El LM339 puede ser usado para ajustar simétricamente los ángulos

correctos de una onda senoidal alrededor de cero volts mediante la

incorporación de una pequeña cantidad de retroalimentación positiva para

mejorar el cambio de los tiempos y centrando la entrada de umbral a tierra

(véase figura 1.5).

El

divisor de voltaje entre R4 y R5 establece una referencia de voltaje V1, en la

entrada positiva. Al hacer las resistencias en serie, R1 mas R2 igual a R5, la

condición de cambio, V1=V2, será satisfecha cuando VIN=0. El resistor de

retroalimentación R6, está hecho (fabricado) de un valor mucho más grande

con respecto a R5 (R6 = 2000 R5).

El resultado establecido por esta red es muy pequeño (ΔV1 < 10mV),

pero es suficiente para asegurar una rápida salida de transición de voltaje.

El Diodo D1 se usado para asegurar que la terminal de inversión de entrada

de la comparación nunca caiga (disminuya) aproximadamente -100mV.

Como la terminal de entrada es negativa, D1 tendrá la misma dirección que

el voltaje de control, haciendo un puente entre R1 y R2 a aproximadamente

- 700mV. Esto crea un divisor de voltaje con R2 y R3 previniendo que V2

vaya por debajo de tierra. El límite máximo de la entrada negativa está

limitada por la corriente de sostenimiento de D1.

Las principales características con las cuales cuenta el LM339 son:

- Los voltajes con los cuales puede ser alimentado son: 2VDC a

36VDC o ± 1VDC o ± 18VDC.

- Muy bajo suministro de corriente (100mA), independiente de voltaje

de suministro.

Se simulo el circuito que el fabricante del LM339 propone en sus hojas

de especificaciones (figura 1.6) con el objetivo de comprobar su

funcionamiento, utilizamos el simulador P-SPICE el cual nos da los

resultados mostrados en la figura 1.7.

https://www.youtube.com/watch?v=saGqGFqyeQM

http://www.ti.com/product/lm2903

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm193-n.pdf

Divisor de Frecuencia.

Se llama divisor de frecuencia a un dispositivo que produce a su

salida una frecuencia menor que la de entrada. Suelen estar formados por

controladores digitales.

Una señal digital, está compuesta por una sucesión de impulsos

llamados frecuencia que, proceden de un elemento que los genera o los

procesa, en algunos casos, estos pulsos no siempre son uniformes, ni

simétricos. La parte que, en estos momentos nos interesa de esta señal es

muy concreta, tratamos de contar cuantos pulsos se producen en un tiempo

establecido (intervalo), este tiempo si no se especifica lo contrario, es el

segundo. Partiendo de esta condición, la cuenta que realizamos de una

señal, se llama frecuencia. La frecuencia de una señal, se puede obtener

teóricamente con la fórmula: 1Hz = 1/ segundo. El método alternativo para

el cálculo es  medir el tiempo entre dos repeticiones (período) y luego

calcular la frecuencia (f) recíproca así:

Dónde:   T (Período en segundos)

              f  (Frecuencia en Hertzios) 

El ciclo de servicio o rendimiento (duty cycle) de cualquier forma de

onda rectangular se refiere al porcentaje del ciclo de la señal que

permanece alto, en lógica 1. Si la señal pasa la mitad de su tiempo en lógica

1 y la otra mitad en lógica 0, tenemos una forma de onda con un ciclo de

servicio o rendimiento del 50 %. Esto describe una onda perfecta, simétrica

cuadrada.

http://www.hispavila.com/3ds/lecciones/lecc8.htm