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PRACTICAS DEL LABORATORIO

DE ELECTRONICA DE POTENCIA I

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA I

PRACTICA 1 CARACTERIZACION DE LOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

OBJETIVOS:

1. Determinar las caractersticas v-i de los siguientes semiconductores de potencia:

a. Dodo b. Rectificador de silicio controlado SCR c. Tiristor bidireccional TRIAC d. Transistor de potencia de unin bipolar NPN e. Transistor de potencia de efecto de campo canal n MOSFET f. Transistor bipolar de compuerta aislada IGBT

2. Determinar las caractersticas de control en CD y en CA de:

a. Rectificador de silicio controlado b. Tiristor bidireccional c. Transistor de efecto de campo

ANLISIS PRELIMINAR: Estudiar los siguientes temas:

1. Caractersticas de los dispositivos semiconductores de potencia (Datasheet, identificacin de terminales, interpretacin de valores nominales)

2. Caractersticas de control de los dispositivos semiconductores de potencia.

3. Circuitos bsicos de control del SCR, TRIAC y MOSFET canal n.

4. Tiempo de recuperacin inversa del dodo.

PLANIFICACIN:

1. Elegir los valores nominales y adquirir los siguientes semiconductores:

a. SCR b. TRIAC c. BJT (NPN) d. MOSFET (canal n) e. Dodo. f. IGBT

2. Interpretar el data-sheet de cada semiconductor

3. Disear los circuitos en CC para determinar las caractersticas v-i de los

siguientes semiconductores.

a. SCR b. TRIAC c. BJT (NPN) d. MOSFET canal n

4. Disear los circuitos para determinar las caractersticas de control de los

siguientes semiconductores:

a. SCR b. TRIAC c. BJT (NPN) d. MOSFET canal n

Para determinar las caractersticas en corriente alterna utilizar el transformador de 120/12 V

5. Disear un circuito para medir el tiempo de recuperacin inversa de un dodo

1N5408. Utilizar un generador de funciones, con una tensin de alimentacin de +10/0V y +10/-2V.

EJECUCIN:

1. Armar los circuitos diseados para determinar las caractersticas v-i de los semiconductores especificados y realizar las mediciones requeridas por el procedimiento seleccionado.

2. Armar los circuitos diseados para determinar las caractersticas de control de

los semiconductores especificados y realizar las mediciones requeridas por el procedimiento seleccionado.

EVALUACIN:

1. Representar para cada uno de los semiconductores el voltaje de control vs tiempo y el voltaje controlado vs t.

2. Cmo identificar los terminales de un SCR si no se consigue el data-sheet?Cmo determinar si un SCR est o no daado?

3. Comparar el tiempo de recuperacin inversa determinado experimentalmente y

el especificado en el data-sheet. Cmo influye en el experimento del tiempo de recuperacin inversa el que la seal de la fuente tenga una componente negativa?Como afecta el desempeo del dodo el fenmeno de recuperacin inversa?

CONCLUSIONES

LABORATORIO DE ELECTRNICA DE POTENCIA 1

PRACTICA 2 CARACTERIZACION DE COMPONENTES PASIVOS DE LA E.P.

OBJETIVOS:

1. Determinar el modelo circuital para alta frecuencia (5KHz) de

a. Un capacitor electroltico b. Un capacitor de poliestireno

2. Determinar el modelo circuital para alta frecuencia (1KHz) de

a. Un inductor con ncleo de aire b. Un inductor con ncleo de ferrita

3. Obtener la curva de histresis del ncleo de ferrita del inductor. 4. Determinar el modelo circuital para alta frecuencia de

a. Un resistor de pelcula b. Un resistor de alambre arrollado

5. Verificar el comportamiento de un transformador de pulsos con ncleo de

ferrita, a alta frecuencia. 6. Verificar el comportamiento de un transformador a baja frecuencia.

ANLISIS PRELIMINAR Estudiar los siguientes temas:

1. Tipos y circuitos equivalentes de los capacitores a alta frecuencia.

2. Tipos y circuitos equivalentes de los inductores a alta frecuencia.

3. Tipos y circuitos equivalentes de los resistores a alta frecuencia.

4. Curva de histresis de un material ferromagntico. 5. Teora de operacin de un transformador de pulsos de dos devanados,

capacitores y resistores a alta frecuencia. 6. Manual del puente LCR.

7. Modelamiento en SPICE de circuitos magnticos no lineales. (ver apndice)

PLANIFICACIN:

1. Adquirir los siguientes elementos:

a. Un capacitor electroltico de 50V 250uF b. Un capacitor de poliestireno de 200V 1000pF c. Un inductor con ncleo de aire de cualquier valor de corriente e

inductancia. d. Un inductor con ncleo de ferrita de cualquier valor de corriente e

inductancia e. Un transformador con ncleo de ferrita de relacin de de transformacin

1 (20 espiras en el primario y 20 espiras en el secundario, disponible en el laboratorio).

f. Un resistor de pelcula y otro de alambre de cualquier resistencia y potencia.

2. Disear el circuito y establecer el procedimiento para determinar el modelo

circuital de los capacitores electrolticos y de poliestireno. 3. Simular en SPICE el circuito anterior.

4. Disecar el circuito y establecer el procedimiento para determinar el modelo

circuital de los inductores con ncleo de aire y de ferrita.

5. Simular en SPICE el circuito anterior.

6. Disear el circuito y establecer el procedimiento para obtener la curva de histresis del ncleo de ferrita del inductor.

7. Disear el circuito y establecer el procedimiento para determinar el

comportamiento del inductor con ncleo de ferrita al variar la frecuencia en un amplio rango.

8. Simular en SPICE el circuito anterior.

9. Disear el circuito y establecer el procedimiento para determinar el modelo

circuital de los resistores de pelcula y de alambre a alta frecuencia.

10. Simular en SPICE el circuito anterior.

11. Establecer el procedimiento para determinar los parmetros de los capacitores, inductores y resistores mediante el puente de medicin LCR.

12. Simular en SPICE la operacin en baja frecuencia (60Hz) del transformador

cuyas caractersticas se adjuntan

Geometra del transformador 120/25V

EJECUCION 1. Caracterizar lo componentes especificados mediante el puente de medicin LCR 2. Armar los circuitos diseados para caracterizar los capacitores, y realizar las

mediciones requeridas por el procedimiento seleccionado. Es necesario tener en cuenta:

a. Para el capacitor electroltico es necesario observar la polaridad y

adicionar en el generador de funciones una componente (offset) a Vin para que Vc>0 siempre.

b. Utilizar una resistencia limitadora. c. Para medir la frecuencia de resonancia, se debe medir la diferencia de

fase entre Vc y Vin (f=fr para Vc y Vin en fase). d. Medir tres frecuencias arriba y debajo de resonancia.

3. Armar los circuitos diseados para caracterizar los inductores y realizar las mediciones requeridas por el procedimiento seleccionado. Determinar la Z del inductor de ferrita para f= 100, 1000, 5000, 10000 hz.

4. Armar el circuito diseado para determinar la curva B-H del ncleo de ferrita del

inductor y dibujar la curva de histresis desplegada en el osciloscopio.

5. Armar los circuitos diseados para caracterizar lo resistores y realizar las mediciones requeridas por el procedimiento seleccionado.

6. Armar el circuito para visualizar la operacin de un transformador de pulsos de

dos devanados a alta frecuencia.

7. Armar el circuito para visualizar la operacin de un transformador a 60Hz de ncleo laminado con voltaje nominal de 120 V. en el primario y 25V en el secundario, con carga resistiva. Medir voltajes y corrientes.

EVALUACIN:

1. Representar los modelos circuitales determinados para:

a. El capacitor electroltico b. El capacitor de poliestireno c. El inductor con ncleo de aire d. El inductor con ncleo de ferrita e. El resistor de pelcula f. El resistor de alambre arrollado.

2. Dibujar a escala la curva B-H del ncleo de ferrita y determinar el B de

saturacin. 3. Representar para el inductor de ferrita el grafico de Z-f.

4. Describir cualitativamente y cuantitativamente la operacin del transformador de

pulsos.

5. Describir cualitativa y cuantitativamente la operacin del transformador en baja frecuencia.

CONCLUSIONES

LABORATORIO DE ELECTRNICA DE POTENCIA 1 PRACTICA 3

RECTIFICADOR MONOFASICO DE ONDA COMPLETA OBJETIVOS:

1. Verificar la operacin en bajo voltaje, de un rectificador monofsico de onda completa tipo puente, con carga resistiva y resistiva-inductiva.

2. Verificar la operacin en bajo voltaje ,de un rectificador monofsico de onda completa tipo semipuente con carga resistiva y resistiva-inductiva.

3. Disear el filtro para el rectificador tipo puente

ANLISIS PRELIMINAR: Estudiar los siguientes temas:

1. Operacin del rectificador monofsico tipo puente. 2. Operacin del rectificador monofsico tipo semipuente

3. Mediciones con el osciloscopio, cuando ningn punto est conectado a tierra.

4. Instrumentos de medicin true-rms (valor eficaz verdadero).

5. Filtros para rectificadores monofsicos

PLANIFICACIN:

1. Simular en SPICE:

a. La operacin de un rectificador monofsico tipo puente:Voltaje de la fuente:25v,60 hz.Carga:a)Lmpara incandescente.b)Lmpara incandescente en serie, con el arrollamiento de 25 V del transformador de 120 /25 V. Determinar formas de onda de corriente en los dodos y voltaje en la carga. Determinar tericamente el filtro, para obtener en la carga un facto