Revista electronica industrial de la PSM

1. FECHA: 20/06/2019
REVISTA
ELECTRONICA
INDUSTRIAL
TODAS LAS SEMANAS CON NUEVA
INFORMACION PARA PRINCIPIANTES DE
LA ELECTRONICA
$ 5

2. Página 2
Tabla de contenido
Introduccion……………………………………………………………….…………… 3
Diodo volante………………………………………………………………….………..4
Rec ficador de Media Onda con Carga RL………………………….……..5
Calculos de las Corrientes Dc y RMS……………………………………….. 6
Montaje de un Oscilador de Relajacion usando un UJT……………..8
Generador de Barido …………………………...………………………………..10
El Tiristor. Formas de encendido y apagado………………….…………12
Especificaciones de tensión , corriente y potencia del disipador
de tensión……………………………………………………………………………….16
Calculo de supresores…………………………………………………….……….20
Triac………………………………………………………………………..……………..21
Circuito de Potencia usando SCR……………………………………………..22
Circuito de Potencia usando Triac…………………………..……………….24
Página 27
Teléfono: 0291-6405671
Fax: 0291-6405649
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Dirección: Av. Orinoco. Maturín.
Estado Monagas.
P.S.M. Santiago mariño.

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El triac controla el paso de la corriente alterna a la
carga conmutando entre los estados de conducción
(pasa corriente) y corte (no pasa corriente) durante los
semi-ciclos negativos y positivos de la señal de
alimentación (110/220 VAC), que es la señal de
corriente alterna que viene por el toma-corrientes de
nuestras casas.
Hay que aclarar que el condensador en un circuito de
corriente alterna (como éste) tiene su voltaje atrasado
con respecto a la señal original. Cambiando el valor del
potenciómetro, se modifica la razón de carga del
condensador, el atraso que tiene y por ende el desfase
con la señal alterna original.
Cambiando el valor del potenciómetro, se modifica la
razón de carga del condensador, el atraso que tiene y
por ende el desfase con la señal alterna original.
Esto permite que se pueda tener control sobre la
cantidad de corriente que pasa a la carga y así la
potencia que en ésta, se va a consumir.
Lista de componentes del circuito
2 resistencia de 47 KΩ (kilohmios) (R1, R2)
1 resistencia de 100Ω (ohmios) (R3)
1 potenciómetro de 100KΩ (1KΩ = 1 Kilohmio) (P)
3 condensadores de 0.1 uF (microfaradios) (C1, C2, C3)
1 TRIAC NTE 5638, amperios / 400V o similar (T)
1 enchufe para la carga de uso general, (110/220
Voltios)
1 disipador de calor para el TRIAC
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Introduccion
La electrónica es el campo de la ingeniería y de la 4sica
aplicada rela vo al diseño y aplicación de disposi vos, por lo
general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende
del flujo de electrones para la generación, transmisión,
recepción, almacenamiento de información, entre otros. Cada
vez son más los disposi vos y sistemas que en una o varias de
sus etapas son accionados por energía eléctrica. Los
accionamientos consisten, en general, en procesos que
transforman la energía eléctrica en otro po de energía, o en
el mismo po, pero con diferentes caracterís cas. Los
encargados de realizar dichos procesos son los Sistemas de
Potencia.
Las aplicaciones de la electrónica estuvieron limitadas durante
mucho empo a las técnicas de alta frecuencia (emisores,
receptores, etc.). En la evolución de la electrónica industrial,
las posibilidades estaban limitadas por la falta de fiabilidad de
los elementos electrónicos entonces disponibles (tubos
amplificadores, ratrones, resistencias, condensadores). Esta
fiabilidad era insuficiente para responder a las altas exigencias
que se requerían en las nuevas aplicaciones del campo
industrial.
Gracias al descubrimiento de los disposi vos semiconductores
(transistores, ristores, etc.) en la década de los 60, que
respondían a las exigencias industriales (alta fiabilidad,
dimensiones reducidas, insensibilidad a las vibraciones
mecánicas, etc.), la electrónica industrial hizo progresos
increíbles, permi endo la realización de procesos cada vez más
complejos, des nados a la automa zación de procesos

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Diodo Volante
Se les llama así a los diodos
que se ponen en paralelo
con cargas reac vas;
bobinas o condensadores
permi endo que estos
puedan entregar energía
almacenada sin afectar al
circuito de interés o a ellos
mismos. Es decir, La
desac vación de un relé
provoca una corriente de
descarga de la bobina en
sen do inverso que pone en peligro el elemento
electrónico u lizado para su ac vación. Un diodo
polarizado inversamente cortocircuita dicha corriente y
elimina el problema. El inconveniente que presenta es
que la descarga de la bobina es más lenta, así que la
frecuencia a la que puede ser ac vado el relé es más
baja.
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Funcionamiento dimmer / control
de velocidad de un motor AC
Muchos de estos circuitos reguladores de potencia tienen
un punto de encendido y apagado que no coinciden. Esta
característica haría que este circuito no funcione como se
espera y es un comportamiento común en los TRIACS.
Al fenómeno de encendido – apagado en diferentes
puntos se le llama “histéresis” y para corregir este
problema se incluye en el circuito las resistencias R1, R2
y el condensador C1.
El conjunto resistencia R3 y condensador C3 se utiliza
para filtrar picos transitorios de alto voltaje que pudieran
aparecer. Otro conjunto de elementos está compuesto
por el potenciómetro P y el condensador C2, y éstos son
los componentes mínimos necesarios para que
el triac sea disparado.
MT1 es el terminal superior del TRIAC
MT2 es el terminal inferior del TRIAC
G (compuerta) es el terminal que se conecta a la unión
de los componentes R2, C2, P (ver el diagrama del
circuito).

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Dimmer / Control de velocidad de motor AC
Si se desea controlar el nivel de iluminación del
dormitorio, sala o controlar la velocidad de un taladro o
un ventilador que utilizan motores de corriente alterna,
este Dimmer / Control de velocidad de motor AC,
es lo que busca.
El circuito sólo utiliza un elemento activo como es en
TRIAC (T) y un grupo de elementos pasivos
(resistencias y condensadores) para lograr su objetivo.
Muy importante: Este circuito se conecta directamente
al toma-corriente (110/220VAC) y es necesario tomar
las precauciones necesarias a la hora de hacer las
pruebas.
Una vez armado el circuito es conveniente colocarlo en
un caja plástica pequeña bien aislada que sólo muestre
el potenciómetro de control (P), la entrada de los cables
de alimentación y la los cables que van a la carga.
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Rec ficador de media onda
con carga RL
Digamos que este po de rec ficación es el caso real,
frente al caso ideal que sería con una carga resis va
pura. Esto es así ya que las cargas industriales suelen
contener una cierta inductancia, además de
la resistencia propiamente dicha.
A con nuación procedemos a la explicación teórica de
este po de rec ficación.
La ecuación de la ley de Kirchhoff para tensiones que
describe la corriente en el circuito para el diodo ideal,
polarizado en directa sería:

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Valor RMS
La corriente alterna y los voltajes (cuando son alternos) se
expresan de forma común por su valor efec vo o RMS (Root
Mean Square – Raíz Media Cuadrá ca). Cuando se dice que
en nuestras casas tenemos 120 o 220 vol os, éstos son
valores RMS o eficaces.
¿Qué es RMS y porqué se usa?
Un valor RMS de una corriente es el valor, que produce la
misma disipación de calor que una corriente con nua de la
misma magnitud. En otras palabras: El valor RMS es el valor
del voltaje o corriente en C.A. que produce el mismo efecto
de disipación de calor que su equivalente de voltaje o
corriente directa
Ejemplo: 1 amperio (ampere) de corriente alterna (c.a.)
produce el mismo efecto térmico que un amperio (ampere)
de corriente directa (c.d.) Por esta razón se u liza el termino
“efec vo”. El valor efec vo de una onda alterna se ob ene
mul plicando su valor máximo por 0.707. Entonces VRMS =
VPICO x 0.707
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El tiristor SCR2, que antes de la activación de Int1,
estaba conduciendo (voltaje entre ánodo y cátodo del
SCR es prácticamente cero) deja de conducir debido a
que, al activarse SCR1, el capacitor no
electrolítico de 2.2 uF (sin polaridad) aplica 12 voltios
entre los terminales de SCR2, pero con polaridad
opuesta, lo que hace que éste se apague. (Deje de
conducir)
El caso opuesto sería:
Cuando se presiona temporalmente Int2, la compuerta
del tiristor SCR2 pasa a un nivel de voltaje bajo,
prácticamente está a tierra a través del resistor R4. el
tiristor SCR2 conduce permitiendo el paso de la
corriente y, el voltaje entre sus terminales es
prácticamente cero (0 voltios). De esta manera la
lámpara / bombillo L2 obtiene
el voltaje y corriente suficiente para encenderse.
El tiristor SCR1, que antes de la activación de Int2,
estaba conduciendo (voltaje entre ánodo y cátodo del
SCR es prácticamente cero) deja de conducir debido a
que, al activarse SCR2, el capacitor no
electrolítico de 2.2 uF (sin polaridad) aplica 12 voltios
entre los terminales de SCR1, pero con polaridad
opuesta, lo que hace que éste se apague. (deje de
conducir).
Lista de componentes del circuito
2 SCR (SR1, SR2)
2 resistencias 4.7K (R1, R2)
2 resistencias 1K (R3, R4)
1 condensador / capacitor 2.2uF (C)
2 lámparas bombillos de 12 voltios (L1, L2)
2 interruptores de contacto momentáneo normalmente
abierto (NO) (Int1, Int2)

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Luz intermitente manual con SCR
Este circuito luz intermitente manual con SCR,
permite la activación en forma alternada de dos
lámparas con dos interruptores normalmente
abiertos (NO) Int1 e Int2. Para analizar el circuito,
supondremos como condición inicial que L2 esté
apagado (SCR2 desactivado) y L1 encendido (SR1
activado).
Funcionamiento del circuito
Cuando se presiona temporalmente Int1, la compuerta
del tiristor SCR1 pasa a un nivel de voltaje bajo,
prácticamente está a tierra a través del resistor R3. El
tiristor SCR1 conduce permitiendo el paso de la
corriente y, el voltaje entre sus terminales es
prácticamente cero (0 voltios). De esta manera la
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Valor Pico
Si se ene un voltaje RMS y se desea encontrar el valor pico de
voltaje: VPICO = VRMS/0.707
Ejemplo: encontrar el voltaje Pico de un voltaje RMS
• VRMS = 120 Vol os
VPICO= 120 V / 0.707 = 169.7 Vol os Pico
Valor promedio
El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente
es cero (0). Si se toma en cuenta solo un semiciclo
(supongamos el posi vo) el valor promedio es: VPR = VPICO x
0.636 . La relación que existe entre los valores RMS y promedio
es: VRMS = VPR x 1.11 VPR = VRMS x 0.9
Ejemplo: Valor promedio de sinusoide = 50 Vol os, entonces:
• VRMS = 50 x 1.11 = 55.5 Vol os
VPICO = 50 x 1.57 Vol os = 78.5 Vol os

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Oscilador de relajación con
transistor UJT
El oscilador de relajación con transistor UJT sirve para
generar señales para disposi vos de control de potencia
como Tiristores o TRIACs
Símbolo del UJT (Unijunc on Transistor)
Funcionamiento del oscilador de
relajación con UJT
El condensador se carga hasta llegar al voltaje
de disparo del transistor UJT. Ver voltaje máximo alcanzado
en el siguiente diagrama (línea verde). Cuando ésto sucede,
éste se descarga a través de la unión E-B1. (ver el gráfico del
transistor UJT). y la salida se toma en el terminal superior de
la resistencia R3.
El capacitor se descarga hasta que llega a un voltaje que
se llama de voltaje de valle (Vv), que es de
aproximadamente 2.5 vol os. Con este voltaje el transistor
UJT se apaga (deja de conducir entre E y B1) y
el capacitor inicia su carga otra vez. (Ver la línea verde en el
gráfico).
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¿Qué es un Triac?
El Triac es un disposi vo semiconductor que pertenece a la
familia de los disposi vos de control: los ristores. El triac es
en esencia la conexión de dos ristores en paralelo pero
conectados en sen do opuesto y compar endo la misma
compuerta. (ver imagen).
Este componente sólo se u liza en corriente alterna y al igual
que el ristor, se dispara por la compuerta. Como el triac
funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que
será posi va y otra nega va.
A1: Anodo 1, A2: Anodo 2, G: Compuerta

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¿Qué es un supresor de picos y
transientes de voltaje?
Un supresor de picos industrial es un disposi vo eléctrico
capaz de eliminar los llamados transitorios de tensión (picos
de voltaje) los cuales enen normalmente duraciones cortas
de micro-segundos que provocan en muchas ocasiones
daños parciales o totales para aparatos eléctricos.
Los varistores son disposi vos no lineales de independencia
variable, formados por parOculas de oxido metálico
separadas por una capa o aislamiento de oxido. Al aumentar
el voltaje aplicado, la película se vuelve conductora y
aumenta el flujo de la corriente. La corriente se expresa
como:
I = K V α
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La línea negra en el la parte inferior del gráfico representa el
voltaje que aparece en la resistencia R3 (conectado entre B1 y
erra) cuando el condensador se descarga. Si se desea variar la
frecuencia de oscilación se puede modificar tanto el valor del
condensador C como el valor de la resistencia R1. R2 y R3
también son importantes para encontrar la frecuencia de
oscilación.
Transistor UJT 2N2646 distribución de pines
La frecuencia de oscilación está aproximadamente dada por: F
= 1/R1C. Es muy importante saber que R1 debe tener valores
que deben estar entre límites aceptables para que el circuito
pueda oscilar. Estos valores se ob enen con las siguientes
fórmulas: R1 máximo = (Vs-Vp)/Ip, R1 mínimo = (Vs-Vv)/Iv .
donde:
• Vs = es el valor del voltaje de alimentación (en nuestro
circuito es de 20 vol os)
• Vp = valor que depende de los parámetro del UJT.
• Ip = dato del fabricante.
• Vv = dato del fabricante.
• Iv = dato del fabricante.

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Lista de componentes del oscilador de
relajación
• 1 transistor UJT 2N4870 o 2N2646 (Q1)
• 1 resistencia de 50 KΩ (kilohmios) (R1)
• 1 resistencia de 330Ω (ohmios) (R2)
• 1 resistencia de 47Ω (ohmios) (R3)
• 1 condensador de 0.1 uF (uF = microfaradios) ©
• 1fuente de voltaje de 20 vol os (una batería de 12 o 9
vol os puede funcionar)
Qué es un generador de barrido
Editado por Angel Barreto
Este po de generador es muy parecido al generador de
frecuencia estándar, con la diferencia de que la señal
senoidal entregada, varía de frecuencia de manera
automá ca, y no de manera manual como en el caso del
generador estándar; esta frecuencia cambia
automá camente limitada por dos frecuencias límites, una
inferior o mínima y una superior o máxima, los limites los
define el usuario, dependiendo de las necesidades
especificas.
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Esto significa que la resistencia térmica del disipador de calor
será: RDA = 78°C/60 W = 1.3°C/WaX. Con este dato se puede
encontrar el disipador adecuado.
Importante: Cuando se ponga un disipador de calor a un
transistor, hay que evitar que haya contacto entre ellos. Se
podría evitar ésto con plás co o el aire, pero son malos
conductores de calor. Para resolver este problema se u liza
una pasta especial que evita el contacto. La virtud de esta
pasta es que es buena conductora de calor. De todas maneras
hay que tomar en cuenta que esta pasta aislante también ene
una resistencia térmica.
Es mejor evitar si es posible la u lización de la “mica” pues
esta aumenta el RCD. El contacto directo entre el elemento y
el disipador de calor, contrario a lo que se pueda pensar,
aumenta el valor de RCD, así que es mejor u lizar la pasta.

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• RCD = Resistencia térmica entre la carcasa y el disipador
(incluye el efecto de la mica, si se pone, y de la pasta de
silicón). Mejor poner pasta de silicón y evitar poner la mica.
RDA = Resistencia térmica entre el disipador de calor y el
Aire (resistencia térmica del disipador) (RD)
Qué cálculo debo hacer para comprar
un disipador de calor?
Se desea u lizar un transistor 2N3055 que produce 60 WaXs
en su “juntura”.
Con los datos del transistor 2N3055, éste puede aguantar
hasta 200 WaXs en su “juntura” (máximo) y ene una
resistencia térmica entre la juntura y la carcasa de: 1.5°C/W
(carcasa es la pieza metálica o plás ca que se puede tocar en
un transistor). Si la temperatura ambiente es de 23°C,
¿Cuál será la resistencia térmica del disipador de calor que
se pondrá al transistor? (RDA)
Con RJC = 1.5°C/W (dato del fabricante), la caída de
temperatura en esta resistencia será T = RxP = 1.5°C x 60
WaXs = 90 °C (ver fórmula)
Con RCD = 0.15°C/W (se asume que se u liza pasta de silicón
entre el elemento y el disipador de calor), la caída de
temperatura en RCD es T = RxP = 0.15 x 60 WaXs = 9°C.
Tomando en cuenta que la temperatura del aire
(temperatura ambiente es de 23°C), el disipador de calor
ene que disipar: 200°C – 90°C – 9°C – 23°C = 78°C.
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. En los comienzos de la electrónica, era di"cil encontrar un
método para variar automá camente una frecuencia limitada,
de manera que estuviera disponible una salida de frecuencia
del barrido rápido para evaluar la respuesta de diversos
disposi vos, como filtros o amplificadores en un rango de
frecuencia rápida.
La función básica
del generador de
barrido es
producir ondas
senoidales,
triangulares o
cuadradas,
además de
producir señales
TTL, cambiando
de forma
automá%ca la
frecuencia,
limitada en un
rango superior e inferior.
Los moduladores de frecuencia con tubos de reactancia, daban
una limitada variación en la frecuencia; éste y otros métodos
mecánicos representaban significa vas desventajas y la
mayoría de las mediciones se realizaban con técnicas punto por
punto por medio de un generador convencional de sólo una
frecuencia.
Posteriormente el desarrollo de sistemas de comunicación de
banda ancha originó la necesidad de usar generadores de
barrido de alta frecuencia y de banda ancha.

12. Página 12
Qué son los ristores?
Descripción, simbología
Tiristores por: Angel Barreto. Barretoanc@gmail.com
La electrónica de potencia concierne a los circuitos con
ristores, a su diseño y a su función en el control de
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Ejemplo: Si la resistencia térmica RTH de un transistor es 5°C/
W, esto significa, que la temperatura sube 5°C por cada WaX
que se disipa. Poniéndolo en forma de fórmula se ob ene: R =
T/P, donde:
R = resistencia
T = temperatura
P = potencia
La fórmula anterior se parece mucho a una fórmula por todos
conocida: La Ley de Ohm. R = V/I. Donde se reemplaza V por T
a I por P y R queda igual. Analizando el siguiente diagrama a la
derecha, donde:
• TJ = Temperatura máxima en la “Juntura” (dato que
suministra el fabricante)
• TC = Temperatura en la carcasa. depende de la potencia
que vaya a disipar el elemento y del tamaño del disipador de
calor y la temperatura ambiente.
• TD = Temperatura del disipador de calor y depende de la
temperatura ambiente y el valor de RDA (RD)
• TA = Temperatura ambiente
• RJC = Resistencia térmica entre la juntura y la carcasa

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Qué es un disipador de calor
(heatsink)?
El disipador de calor es un componente metálico que se
u liza para evitar que algunos elementos electrónicos como
los transistores, algunos diodos, ristores, TRIACs, MOSFETs,
etc., se calienten demasiado y se dañen.
Es importante aclarar
que el elemento
transistor que uno ve,
es en realidad la
envoltura de un
pequeño “chip” que es
el que hace el trabajo,
al cual se le llama
“juntura” o “unión”.
La habilidad de
transmi r el calor se
llama conductancia
térmica y a su recíproco se le llama resistencia térmica
(Rth) que ene unidad de °C/W (grado CenOgrado/WaX).
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Existen gran variedad de ristores, pero todos ellos enen
ciertas propiedades en común: son disposi vos de estado
sólido que se ¨disparan¨ bajo ciertas condiciones pasando de
un estado de alta impedancia a uno de baja, estado que
man ene mientras que la corriente y la tensión sean
superiores a un valor mínimo denominado niveles de
mantenimiento.
Estructuralmente, todos los ristores consisten en varias capas
alternadas de silicio dopado con impurezas p y n. El disparo de
un ristor se realiza inyectando corrientes en esas uniones de
forma que, mediante una reacción regenera va, conmuta o
conducción y lo man ene en este estado aunque la señal de
disparo sea re rada, siempre que se verifiquen unos
requerimientos mínimos de tensión y corriente.
Estas caracterís cas hacen que los ristores sean mucho más
ú les que los conmutadores mecánicos, en términos de
flexibilidad, duración y velocidad. Estos disposi vos se u lizan
en control de potencia, conver dores DC-DC o DC-AC o AC-DC
o AC-AC, motores, luz incandescente, etc.
En la figura 12.1 se muestran los símbolos de los disposi vos
pertenecientes a la familia de los ristores. El rec ficador
controlado se silicio o Silicon Controlled Rec fiers (SCR) es el
ristor de mayor interés hoy en día.
Fue introducido en 1956 por los laboratorios de Bell Telephone
y son capaces de controlar hasta 10MW con niveles de
corriente de hasta 2000A a 18000V. El control de estos
dispo vos se realiza a través de transistores, familias lógicas,
luz (en triacs optoelectrónicos), transistores de uniunión

14. Página 14
ACTIVACION DEL TIRISTOR.
Un ristor se enciende, aumentando la corriente anodica.
Esto se hace de una de las siguientes maneras.
* Termica: Si la temperatura de un ristor es alta , hay un
aumento en la can dad de pares electrón-hueco que
aumenta las corrientes de fuga. Este aumento en las
corrientes hace aumentar a α1 y α2. Debido a la accion
regenera va, α1 + α2 puede tender a la unidad, y el ristor
se puede ac var. Este po de ac vacion puede causar
avalancha termica, y en el caso normal se evita.
* Luz: Si se deja incidir luz en las uniones de un ristor,
aumentan los pares electrón-hueco y el ristor puede
ac varse. Los ristores ac vador con luz se encienden
dejando que la luz incida sobre la oblea de silicio.
* Alto voltaje: si el voltaje en sen do directo, de anodo a
catado, es mayor que el voltaje de ruptura en sen do directo
V BO pasa una corriente de fuga suficiente para iniciar la
ac vacion regenera va. Esta clase de ac vacion es
destruc va, y se debe evitar.
* dv/dt: Si la rapidez de aumento del voltaje anodo-catodo
es alta, la corriente de carga de las uniones capaci vas
puede bastar para ac var el ristor. Un valor alto de la
corriente de carga puede dañar al ristor, y se debe proteger
contra una alta tasa dv/dt. Los fabricantes especifican la tasa
dv/dt maxima admisible en sus ristores.
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* Corriente de compuerta: Si un ristor esta polarizado en
sen do directo, la inyeccion de corriente de compuerta al
aplicar voltaje de compuerta posi vo, entre las terminales de
la compuerta y el catodo, enciente al ristor. Al aumentar la
corriente de compuerta, disminuye el voltaje de bloqueo en
sen do directo.
Desac vación de un ristor
El ristor una vez ac vado, se man ene conduciendo,
mientras la corriente de ánodo (IA) sea mayor que la corriente
de mantenimiento (IH). Normalmente la compuerta (G) no
ene control sobre el ristor una vez que este está
conduciendo.
Opciones para desac%var un %ristor:
1. Se abre el circuitos del ánodo (corriente IA = 0)
2. Se polariza inversamente el circuito ánodo-cátodo (el
cátodo tendrá un nivel de tensión mayor que el del ánodo)
3. Se deriva la corriente del ánodo IA , de manera que esta
corriente se reduzca y sea menor a
la corriente de mantenimiento IH.