UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

“Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto”

INFORME 6. CONTROL PWM ANALOGICO CON OPTOAISLAMIENTO Y DETECTOR DE CRUCE POR CERO

Lorena Gómez Sánchez, Fabián Ramírez Becerra, Jaime Rivera Cuadros.Presentado a: ing. Nelfor Samael Castelblanco

INTRODUCCIÓN:

En esta práctica se realizó el montaje de un controlador PMW, el cual estaba conformado por distintos subcircuitos acoplados en un solo sistema. Se probaron todas las señales de salida de cada sección para comprobar el correcto funcionamiento del circuito antes de conectar la etapa de potencia, es decir el bombillo. Posteriormente se analizaron los resultados obtenidos a partir de las señales y valores medidos en el laboratorio.

OBJETIVOS

Analizar las diferentes etapas del controlador PWM.

Modular por medio del potenciómetro la potencia entregada al bombillo.

EQUIPO NECESARIO:

Transformador Osciloscopio. Protoboard, resistencias,

capacitores y diodos. Optoacoplador Triac Bombillo Integrado LM3900 Potenciómetro Plafón

MARCO TEÓRICO

CONTROL PWM

La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la portadora.

USO PWM:

En la actualidad existen muchos circuitos integrados en los que se implementa la modulación PWM, además de otros muy particulares para lograr circuitos funcionales que puedan controlar fuentes conmutadas, controles de motores, controles de elementos termoeléctricos, choppers para sensores en ambientes ruidosos y algunas otras aplicaciones.

En motores

La modulación por ancho de pulsos es una técnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motores eléctricos de inducción o asíncronos. Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energía eléctrica. Se utiliza tanto en corriente continua como en alterna, como su nombre lo indica, al controlar: un momento alto (encendido o alimentado) y un momento bajo (apagado o desconectado), controlado normalmente por relevadores.

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Como parte de un conversor ADC

Otra aplicación es enviar información de manera analógica. Es útil para comunicarse de forma analógica con sistemas digitales.

Para un sistema digital, es relativamente fácil medir cuánto dura una onda cuadrada. Sin embargo, si no se tiene un conversor analógico digital no se puede obtener información de un valor analógico, ya que sólo se puede detectar si hay una determinada tensión, 0 o 5 voltios por ejemplo (valores digitales de 0 y 1), con una cierta tolerancia, pero no puede medirse un valor analógico. Sin embargo, el PWM en conjunción con un oscilador digital, un contador y una puerta AND como puerta de paso, podrían fácilmente implementar un ADC.

DATASHEET LM3900

Integrado utilizado en la practica:

Imagen 1.Datasheet LM3900

ACTIVIDADES DE LABORATORIO

Se realizó el montaje establecido para proceder a la toma de datos:

PARTE I:

Se van a graficar las salidas de cada uno de los OPAM con el objetivo de observar y analizar cada una de las señales de tensión y ver el cambio que se produciría al variar el potenciómetro.

Se observa en esta gráfica la onda rectificada del transformador donde los pulsos de la señal de salida del segundo OPAM ocurren exactamente por los cruces en cero de la onda rectificada.

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Se observa la onda de salida del tercer OPAM en donde los pulsos permiten la carga y descarga del capacitor.

1.

2.

Se observa que la manipulación del potenciómetro no afecta la forma de onda de ninguna de las gráficas anteriores, éste simplemente me gradúa el margen en que va estar contenido el pulso.

PARTE 2:

Se mira la señal de salida de la carga (Bombillo) para determinados ángulos de disparo y luego se compara con el valor teórico

Para ∝=π4 :

Valor teórico:

V rms=√ 1∗22π∗∫

α

π

(128√2¿¿ sin (wt ))2dwt ¿

V rms=122[V ]

Para ∝=π2 :

Valor teórico:

V rms=√ 1∗22π∗∫

α

π

(128√2¿¿ sin (wt ))2dwt ¿

V rms=90.509 [V ]

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Para ∝=3π4

:

Valor teórico:

V rms=√ 1∗22π∗∫

α

π

(128√2¿¿ sin (wt ))2dwt ¿

V rms=38.579 [V ]

ERRORES:

α Teórico Exp. % Errorπ /4 122 121 0.82π /2 90.51 100 10.483 π /4 38.58 61.8 60.2

OBSERVACIONES

Debido a la extensión del montaje los elementos del montaje deben ser exactamente los requeridos, de lo contrario el controlador puede no funcionar adecuadamente.

El valor tomado como referencia para calcular los valores rms de las señales fue de 128√2 [ V ] .

No se pudo obtener una señal de salida paraα=0 , el mínimo valor permitido fue de 3 π /4.

CONCLUSIONES

Se comprobó como la variación del potenciómetro afecta el valor RMS de la tensión de salida, por que recorta la onda. Este efecto se hace visible al disminuir o aumentar la intensidad lumínica del bombillo.

El porcentaje de error para 3 π /4 fue muy elevado con respecto a los otros valores, posiblemente porque no se determinó con precisión el valor correspondiente a alfa en el tiempo, pues al momento de encontrar dicho punto la onda se recortaba en sus picos positivos.

REFERENCIAS

[1] MUHAMMAD H RASHID. Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. 2da Edición. Petrince Hall. 1999.

[2] Optoacopladores. http://www.neoteo.com/optoacopladores-electronica-basica/