Curso de electrónica de potencia

1. Electrónica de
Potencia
Tema 9:Interruptores estáticos de alterna
Escuela de: Ingeniería

7. Logro de aprendizaje N° 9:
Construye configuraciones de
interruptores estáticos en continua y
alterna en circuitos aplicativos
midiendo parámetros de tensión,
corriente y potencia siguiendo un plan
de trabajo establecido.

8. TEMA 9:
Interruptores estáticos de alterna
SUBTEMAS:
 Interruptor monofásico y trifásicos de bloqueo natural
 Interruptores de bloqueo forzado
 Relevadores de estado sólido - SSR.

9. Un TRIAC (TRIode for Alternative Current) es un SCR bidireccional que se comporta como dos SCR en
paralelo e invertidos, de tal manera que este dispositivo puede controlar corriente en cualquier dirección.
Normalmente, tiene una tensión de ruptura alta y el procedimiento normal de hacer entrar en conducción a un
TRIAC es a través de un pulso de disparo de puerta
El TRIAC
Electrónica de potencia
El modelo es el de dos
SCR En “antiparalelo”

10. El TRIAC
El TRIAC permanece en estado ON hasta que la
corriente disminuye por debajo de la corriente de
mantenimiento
Esto se realiza por medio de la disminución de la
tensión de la fuente.
Una vez que el TRIAC entra en conducción, la
compuerta no controla mas la conducción, por esta
razón se acostumbra dar un pulso de corriente corto y
de esta manera se impide la disipación de energía
sobrante en la compuerta.
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11. El DIAC es un dispositivo simétrico de dos terminales, ánodo 1 y ánodo 2 (al ser simétrico ya no tiene sentido
hablar de ánodo y cátodo).
Los DIAC no están pensados para soportar mucha corriente y se usan principalmente para disparar otros
componentes como tiristores SCR o TRIAC.
El DIAC
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12. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo doble variable de alrededor de 30 V. En este sentido,
su comportamiento es similar a una lámpara de neón. Los DIAC son una denominación de tiristor, y se usan
normalmente para autocompletar el ritmo variado del disparo de un TRIAC, otra clase de tiristor.
Disparo por DIAC
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DB3
BTA16 / 600V
0.1uF / 630V
TRIMMER
2M
0.1uF / 630V
1k/2W
4.7k / 0.5w
500K
L
N
N
L
220V
60Hz
MOTOR
AC

13. El TRIAC se puede disparar en cualquier cuadrante según las polaridades aplicadas a la puerta G y al terminal
MT2.
Disparo del TRIAC
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14. Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión
y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo led que satura un
componente optoelectrónico, normalmente en forma de Fototransistor o FOTOTRIAC
Optoacopladores - MOC
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15. A
K
C
E
1
2
4
3
PC817
12k
VSINE
N
F
VREF
12V
F
N
12V
12V
5.6k
D1
DIODE
D2
DIODE
D3
DIODE
D4
DIODE
Un detector de cruce por cero indican básicamente cuando una señal cambia de polaridad. Es usado en
circuitos donde es necesario tener una señal de referencia para realizar un control por ángulo, como en el
caso de rectificadores controlados o controladores ac.
Cruce por cero
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16. Superposición o suma de ondas
En este ejemplo : V2(t) + V3(t) = V1(t)

19. Interruptor estático de corriente alterna
Un interruptor estático consta de uno o más elementos semiconductores que constituyen el “contacto”, y un
circuito de mando que determina la posición del contacto : - abierto (los semiconductores ofrecerán una alta
impedancia de entrada al paso de corriente) - cerrado (impedancia prácticamente nula).
Apagado natural
 Se aprovecha el paso por cero de la corriente para que los tiristores se abran. (Interruptor lento)
Bloqueo forzado
 Se emplean cuando se busca una respuesta rápida del interruptor. Puede ser apagado en cualquier
instante del periodo
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20. Las características generales viene dadas por su elemento básico: el semiconductor de potencia. La principal
diferencia entre los interruptores convencionales y los estáticos radica en la forma de efectuar el corte y el
restablecimiento del circuito eléctrico. Las ventajas de la inserción de una impedancia alta y no de un corte
real del circuito eléctrico son:
Interruptor estático de corriente alterna
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21. Interruptor monofásico de bloqueo natural
Representa la solución monofásica más simple y barata al no necesitar componentes
adicionales para el bloqueo. El tiempo máximo de apertura viene dado por el semiperíodo de la onda
alterna, para conseguir un bloqueo natural
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22. Interruptor monofásico de bloqueo natural
Interruptor de c.a. con tiristores con cátodo común
La ventaja que presenta esta configuración reside en la tensión inversa nula de los tiristores cuando se
bloquean, gracias a la conducción de su diodo en antiparalelo.
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23. Interruptor monofásico de bloqueo natural
Interruptor de c.a. con un solo tiristor
Consta de un solo tiristor y cuatro diodos, de forma que la conducción se realiza por D1,T y D4 o por D2,T y
D3 según que el semiciclo de alimentación sea positivo o negativo.
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24. Interruptor trifásico de bloqueo natural
Si la alimentación es trifásica, siempre que el neutro sea accesible, se pueden colocar un par de tiristores
en antiparalelo por cada fase, donde se supone la carga equilibrada.,
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V3PHASE

25. Interruptor trifásico de bloqueo natural
El máximo tiempo de apertura viene dado por el semiperíodo de la onda
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26. Interruptor de bloqueo forzado
En paralelo con cada tiristor principal se ha colocado
un circuito resonante y un tiristor auxiliar cuyo disparo
provoca el bloqueo de cada uno de los tiristores
principales
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 Para la apertura del interruptor es necesario saber cual
de los dos tiristores principales está conduciendo. Si
conduce T1 hay que disparar a T1’ y si es T2 quien
conduce habrá que disparar a T2’.

27.  Al mismo tiempo que se generan los impulsos del tiristor auxiliar hay que inhibir los del principal. Sin
suponemos que conducía T1, al disparar a T1’se genera una onda resonante en el circuito C,L,T1’y T1.
 El pico de esa onda ha de superar el valor de la intensidad a cortar. La onda resonante crece de forma
senoidal hasta que iguala a esa intensidad, instante t1, donde se anula la intensidad de T1, y toda la
intensidad de carga la da la rama de bloqueo.
 A partir de t1 y hasta t2 la corriente circula por T1’. La apertura se produce cuando la intensidad se
anula, instante t2. Veamos las formas de onda más características.
Interruptor de bloqueo forzado
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28. Relevador de estado solido - SSR
 Los relés de estado solido SSR se utilizan para
controlar gran resistencia junto con reguladores de
temperatura.
 Los relés de estado sólido son SPST, dispositivos
conmutadores normalmente abiertos sin partes
móviles, capaces de realizar millones de ciclos de
operaciones.
 Aplicando una señal de control, un SSR enciende la
corriente de carga CA, del mismo modo que los
contactos móviles actúan en un contactor mecánico.
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29. Relevador de estado solido - SSR
Especificaciones comunes
• Temperatura de funcionamiento:
-20 a 80 °C (-5 a 175 °F)
• Temperatura de almacenamiento:
-40 a 80 °C (-40 a 175 °F)
• Aislamiento:
4000 Vrms, de entrada a salida; 2500 Vrms de
entrada/salida a tierra
• Capacitancia:
8pF, de entrada a salida (máx.)
• Rango de frecuencia:
47 a 63 Hz
• Tiempo de encendido:
20 mseg., CA; 05 ciclos CC
• Tiempo de apagado:
30 mseg., CA; 05 ciclos CC
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30. Relevador de estado solido - SSR
Especificaciones
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31. Comparando los SSR con contactores mecánicos, el SSR tiene un ciclo de vida muchas veces superior al de
contactores de precio similar. Sin embargo, los SSR son más propensos a fallar debido a sobrecargas y a un
cableado inicial inadecuado.
Los relés de estado sólido pueden fallar, con el contacto cerrado, en circuitos sobrecargados. Es esencial que
se instale un fusible de quemado rápido correctamente calificado para proteger el circuito de carga.
Protección del SSR
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32. Actividad Virtual

33. Tarea
 Implemente el TRIAC en un circuito para la simulación de un relé de estado solido.
Actividad Virtual
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34. Gracias